p (PhysOrg.com) - Novas propriedades de materiais ferroelétricos descobertos no Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia estão levando os cientistas um passo mais perto de perceber um novo paradigma de armazenamento de memória eletrônica. p Um novo estudo liderado por Peter Maksymovych do ORNL e publicado na American Chemical Society's Nano Letras revelou que, ao contrário das suposições anteriores, paredes de domínio em materiais ferroelétricos agem como condutores dinâmicos em vez de condutores estáticos.

p Paredes de domínio, as zonas de separação com apenas alguns átomos de largura entre estados opostos de polarização em materiais ferroelétricos, são conhecidos por serem condutores, mas a origem da condutividade permaneceu obscura.

p "Nossas medições identificaram que distorções ou torções sutis e microscopicamente reversíveis na parede do domínio estão no centro da condutividade dinâmica, "Maksymovych disse." A parede do domínio em seu estado de equilíbrio não é um verdadeiro condutor como um pedaço rígido de fio de cobre. Quando você começa a distorcê-lo aplicando um campo elétrico, torna-se um regente muito melhor. "

p Ferroelétrica, uma classe única de materiais que respondem à aplicação de um campo elétrico trocando microscopicamente sua polarização, já são usados ​​em aplicações, incluindo sonar, imagens médicas, injetores de combustível e muitos tipos de sensores.

p Agora, os pesquisadores querem ultrapassar os limites da ferroelétrica, fazendo uso das propriedades dos materiais em áreas como armazenamento de memória e nanoeletrônica. Obter uma compreensão detalhada da condutância elétrica em paredes de domínio é visto como um passo crucial em direção a essas aplicações de próxima geração.

p "Este estudo mostra pela primeira vez que a dinâmica desses defeitos - as paredes do domínio - são uma fonte muito mais rica de funcionalidade da memória, "Maksymovych disse." Acontece que você pode discar o nível de condutividade na parede do domínio, tornando-o sintonizável, metaestável, elemento de memória dinâmica. "

p A natureza sintonizável da parede de domínio se refere à sua resposta atrasada às mudanças na condutividade, onde desligar um campo elétrico não produz uma queda imediata na condutância. Em vez de, a parede do domínio "lembra" o último nível de condutância por um determinado período de tempo e, em seguida, relaxa para seu estado original, um fenômeno conhecido como memristance. Esse tipo de comportamento é diferente da eletrônica tradicional, que dependem de transistores de silício que atuam como interruptores liga-desliga quando campos elétricos são aplicados.

p "Encontrar a funcionalidade intrínseca aos sistemas em nanoescala que podem ser controlados de uma maneira nova não é um caminho para competir com o silício, mas sugere uma alternativa viável ao silício para um novo paradigma em eletrônica, "Maksymovych disse.

p A equipe liderada pelo ORNL se concentrou em amostras de ferrita de bismuto, mas os pesquisadores esperam que as propriedades observadas das paredes de domínio sejam verdadeiras para materiais semelhantes.

p "O comportamento semelhante ao memristivo resultante é provavelmente geral para paredes de domínio ferroelétrico em materiais semicondutores ferroelétricos e multiferróicos, "disse o co-autor do ORNL, Sergei Kalinin.

p As amostras utilizadas no estudo foram fornecidas pela Universidade da Califórnia em Berkeley. Outros autores são Arthur Baddorf do ORNL, Jan Seidel e Ramamoorthy Ramesh do Lawrence Berkeley National Laboratory e UC Berkeley, e Pingping Wu e Long-Qing Chen, da Universidade Estadual da Pensilvânia.