Nova pesquisa da Flinders University e UNSW Sydney, publicada no ACS Nano Journal, explora a polarização comutável em uma nova classe de óxidos metálicos compatíveis com silício e abre caminho para o desenvolvimento de dispositivos avançados, incluindo armazenamento de dados de alta densidade, eletrônicos de energia ultrabaixa, coleta de energia flexível e dispositivos vestíveis.



O estudo fornece a primeira observação de ferroeletricidade intrínseca em nanoescala em filmes finos de óxido de zinco substituídos por magnésio (filmes finos de óxido metálico com estruturas cristalinas simples de wurtzita).

Ferroelétricos semelhantes aos ímãs exibem uma propriedade elétrica correspondente conhecida como polarização elétrica permanente, que decorre de dipolos elétricos com extremidades ou pólos iguais, mas com carga oposta.

A polarização pode ser repetidamente alterada entre dois ou mais estados ou direções equivalentes quando submetida a um campo elétrico externo e, portanto, os materiais polares comutáveis ​​estão sob consideração ativa para inúmeras aplicações tecnológicas, incluindo memória de computador nanoeletrônica rápida e dispositivos eletrônicos de baixa energia.

"As descobertas da pesquisa oferecem insights significativos sobre a polarização comutável em uma nova classe de óxidos metálicos compatíveis com silício muito mais simples com estruturas cristalinas de wurtzita e estabelecem uma base para o desenvolvimento de dispositivos avançados", disse o correspondente e último autor, Dr. Pankaj Sharma, palestrante. na Universidade Flinders.

"O sistema de material demonstrado oferece implicações muito reais e importantes para novas tecnologias e pesquisas traduzíveis", diz o autor correspondente da UNSW Sydney, Professor Jan Seidel.

Historicamente, descobriu-se que esta propriedade tecnologicamente importante existe em óxidos complexos de perovskita que incorporam uma gama de cátions de metais de transição, levando a diversos fenômenos físicos, como multiferroicidade, magnetismo ou mesmo supercondutividade.

"Mas, a integração desses óxidos complexos nos processos de fabricação de semicondutores tem sido um desafio significativo devido aos rigorosos requisitos de processamento relacionados, por exemplo, ao orçamento térmico e ao controle preciso de múltiplos elementos constituintes. O presente estudo fornece, portanto, uma solução potencial", diz primeiro autor Haoze Zhang (UNSW, Sydney).

Mais informações: Haoze Zhang et al, Polarização comutável robusta e características eletrônicas acopladas de óxido de zinco dopado com magnésio, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c04937
Informações do diário: ACS Nano

Fornecido pela Universidade Flinders