Pesquisas recentes quebraram a limitação de tamanho dos efeitos ferroelétricos tradicionais, fornecendo evidências experimentais e simulações teóricas para confirmar que uma estrutura com apenas 5.000 átomos ainda pode exibir efeitos ferroelétricos no estado sólido.



Os estudos, realizados por uma equipe conjunta de Israel e China, são publicados na Nature Electronics e Comunicações da Natureza sob os títulos "Ferroeletricidade em dimensão zero" e "Ferroeletricidade deslizante interfacial 0D van der Waals", respectivamente.

O efeito ferroelétrico é um fenômeno físico descoberto no início do século 20 por Joseph Valasek e fornece uma importante rota tecnológica para conseguir o armazenamento de informações. Os efeitos ferroelétricos tradicionais estão sujeitos a limitações de tamanho.

“Quando o tamanho dos materiais ferroelétricos tradicionais diminui, a influência significativa do campo de despolarização pode fazer com que as características originais de polarização desapareçam”, explicam o Prof. Guo Yao e o Prof. "Este efeito de tamanho limita a aplicação de materiais ferroelétricos em dispositivos de armazenamento de alta densidade."

O professor Guo Yao do Instituto de Tecnologia de Pequim, o professor Alla Zak do Instituto de Tecnologia Holon e colaboradores usaram nanotubos de dissulfeto de tungstênio para construir uma interface com cerca de 5.000 átomos em nanoescala e observaram mudança de resistência e fenômenos de histerese em diodos ferroelétricos no interface.

Através de verificações experimentais e teóricas adicionais, foi confirmado que o comportamento elétrico do diodo ferroelétrico era devido ao deslizamento da rede na interface, permitindo que o dispositivo produzisse alterações de resistência adequadas para armazenamento de informações e respostas fotovoltaicas programáveis ​​em quase toda a faixa de comprimento de onda da luz visível. . “Estamos surpresos que um sistema de interface de 5.000 átomos possa produzir uma funcionalidade tão rica”, dizem os pesquisadores.

O professor Reshef Tenne, do Instituto Weizmann de Ciência em Israel e coautor deste estudo, acredita que essa ferroeletricidade reduzida tem vantagens importantes para o futuro armazenamento de informações de alta densidade. Ele também acredita que esta pesquisa é de grande importância na redução do tamanho de dispositivos ferroelétricos.

Mais informações: Yue Niu et al, 0D van der Waals ferroeletricidade interfacial, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-41045-8
Yan Sun et al, Ferroeletricidade deslizante mesoscópica habilitou memória de acesso aleatório fotovoltaico para sistema de visão artificial em nível de material, Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-33118-x

Katharina Zeissler, Ferroeletricidade em dimensões zero, Nature Electronics (2023). DOI:10.1038/s41928-023-01085-w

Informações do diário: Comunicações da Natureza , Eletrônica da Natureza

Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim