Paredes de domínio ferroelétrico funcionais controláveis sob microscópio piezoresponse
p Padrões de domínio após (a) 3,4 V e (b) 5,8 V poling. Escuro, Branco, cinza claro, e a área cinza escuro representam domínios com polarizações ao longo de [111], [111], [111], e [111], respectivamente. Cabeça, DWs head-tail e tail-tail são coloridos por laranja, azul claro e roxo, respectivamente. (c) Movimento DW médio durante cada processo de poling. Esboço do processo de polarização de duas etapas, incluindo varredura de polarização por (d) inferior e (e) campo elétrico superior. (f) DWs cauda-cauda condutores bem alinhados são produzidos com sucesso. Crédito:© Science China Press
p Materiais ferroelétricos possuindo alta fotoelétrica, resposta piezoelétrica e dielétrica são amplamente aplicadas em produtos industriais, como transdutores, capacitores e dispositivos de memória. Contudo, como o desenvolvimento de tecnologia, miniaturização, integração e flexibilidade são de grande importância, o que dificilmente poderia ser realizado por materiais ferroelétricos a granel tradicionais. Portanto, paredes de domínio ferroelétrico em nanoescala (DWs), com mecânica dramática recentemente encontrada, elétrico, propriedades ópticas e magnéticas além dos domínios ferroelétricos, tornaram-se um tópico quente. p Apesar das propriedades intrigantes das paredes de domínio ferroelétrico, para colocá-los em uso, uma melhor compreensão da dinâmica de DW e o desenvolvimento de abordagens de manipulação de DW são urgentemente necessários. Sabe-se que estímulos externos, como campo elétrico, deformações mecânicas e temperaturas podem influenciar a morfologia e a estabilidade do DW. O movimento DW também pode ser afetado pelas propriedades inerciais da amostra, bem como pelas características intrínsecas dos DWs. Contudo, o impacto das cobranças vinculadas, que é uma das principais características dos DWs, é principalmente estudado teoricamente.
p Em um novo artigo de pesquisa publicado no
National Science Review , cientistas da Universidade de Nanjing em Nanjing, China, Rutgers University em New Jersy, EUA e na Academia Chinesa de Ciências em Shenzhen, A China fornece uma visão experimental direta sobre a dinâmica DW de DWs com cargas diferentes sob campos elétricos. Foi descoberto por meio de microscopia de força atômica que a mobilidade de DWs com cargas diferentes em filmes de ferrita de bismuto varia com o campo elétrico.
p Sob tensões mais baixas, DWs diretos são mais móveis do que outros DWs, enquanto sob tensões mais altas, DWs cauda-a-cauda tornam-se ativos e possuem comprimento médio relativamente longo. Isso é atribuído à alta energia de nucleação e à energia de crescimento relativamente baixo para DWs carregados. Com base nesses resultados, pesquisadores projetaram uma abordagem de poling em duas etapas. Eles polarizam filmes finos ferroelétricos com campos elétricos mais baixos e mais altos, varrendo a superfície da amostra com a ponta de microscopia de força atômica. Matrizes de DWs cauda-a-cauda de faixa bem alinhadas são produzidas com sucesso como caminhos condutores, enquanto a orientação dos DWs pode ser alterada variando a direção de varredura da ponta. Desta maneira, eles alcançaram o crescimento orientado e o controle de configuração de DWs ferroelétricos.
p "Nosso trabalho revela o impacto notável do acúmulo de carga em torno dos DWs na mobilidade DW, fornecendo uma abordagem generalizável para estudos dinâmicos DW em materiais ferroicos. A metodologia proposta aqui para a sintonização avançada de DWs condutores faz um progresso significativo em direção às suas aplicações em nano-dispositivos funcionais, "eles afirmam.