p (PhysOrg.com) - Pesquisadores de engenharia da Universidade de Michigan encontraram uma maneira de melhorar o desempenho de materiais ferroelétricos, que têm o potencial de fazer dispositivos de memória com mais capacidade de armazenamento do que discos rígidos magnéticos e velocidade de gravação mais rápida e vida útil mais longa do que a memória flash. p Na memória ferroelétrica, a direção da polarização elétrica das moléculas funciona como 0 ou 1 bit. Um campo elétrico é usado para inverter a polarização, que é como os dados são armazenados.

p Com seus colegas da U-M e colaboradores da Cornell University, Penn State University, e a Universidade de Wisconsin, Madison, Xiaoqing Pan, um professor do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da U-M, projetou um sistema de materiais que espontaneamente forma pequenas espirais de tamanho nanométrico da polarização elétrica em intervalos controláveis, o que poderia fornecer locais de brotamento natural para a comutação de polarização e, assim, reduzir a potência necessária para inverter cada bit.

p “Para mudar o estado de uma memória ferroelétrica, você tem que fornecer campo elétrico suficiente para induzir uma pequena região para mudar a polarização. Com nosso material, tal processo de nucleação não é necessário, "Disse Pan." Os locais de nucleação estão intrinsecamente nas interfaces dos materiais. "

p Para fazer isso acontecer, os engenheiros colocaram uma camada de material ferroelétrico em um isolador cujas estruturas de cristal eram muito semelhantes. A polarização causa grandes campos elétricos na superfície ferroelétrica que são responsáveis ​​pela formação espontânea dos locais de brotamento, conhecido como "nanodomínios de vórtice".

p Os pesquisadores também mapearam a polarização do material com resolução atômica, que foi um desafio importante, dada a pequena escala. Eles usaram imagens de um microscópio eletrônico de transmissão de resolução sub-angstrom no Lawrence Berkeley National Laboratory. Eles também desenvolveram um software de processamento de imagem para fazer isso.

p “Esse tipo de mapeamento nunca foi feito, "Pan disse." Usando esta técnica, descobrimos nanodomínios de vórtice incomuns nos quais a polarização elétrica gira gradualmente em torno dos vórtices. "