Ученые из Юлиха Forschungszentrum, Швейцарская высшая техническая школа Лозанна (EPFL), Университет Силезии в Катовице, Польша, и Сиане Университет Цзяотуна в Китае, исследовали так называемые антисегнетоэлектрические кристаллы с помощью самых современных электронных микроскопов и компьютерных моделирований. Эти материалы не обладают никакой электрической поляризацией и поэтому, казаться, до недавнего времени быть неинтересным для таких заявлений. Исследователи теперь обнаружили, что определенные области в этих материалах действительно показывают сегнетоэлектрические полярные свойства.
Сегнетоэлектричество произведено, когда смещения положительных и отрицательных ионов приводят к формированию электрических диполей. Величина и ориентация этих диполей, также известных как поляризация, могут быть изменены, используя внешнее электрическое поле и в состоянии поддержать себя без любого дополнительного тока, пока это не переписано. Сегнетоэлектрические материалы поэтому уже используются, например, чтобы хранить данные на билетах на поезд.Сегнетоэлектрические области, которые обнаружили исследователи, только приблизительно два миллимикрона толщиной и могли поэтому однажды использоваться, чтобы хранить данные в одной десятой пространства, которое используют магнитные материалы.
Они формируют границы между тождественно структурированными областями в других отношениях антисегнетоэлектрических материалов.«Мы можем вообразить эти материалы как то, чтобы быть похожее на трехмерные лоскутные объекты сделанными из регулярно устроенных стандартных блоков, которые являются областями», объясняет доктор Сянькюй Вэй, приглашенный ученый из Института Петера Грунберга и постдокторский исследователь в EPFL. «В каждом отдельном стандартном блоке поляризация отсутствует из-за отмены противоположно устроенных электрических диполей в единице базовой структуры. Однако границы или ‘стены’ между областями полярные».Расследования используя атомную микроскопию электрона резолюции, с помощью техники, развитой в Юлихе Forschungszentrum, показали, что каждая стена однородно поляризована.
Чтобы изменить поляризацию и написать данные, единственное требование – импульс напряжения, поскольку поляризация тогда сохранена, пока не переписано. Поскольку никакой ток не необходим, это использует меньше энергии, чем магнитное хранение данных.«Что является особенно захватывающим с точки зрения заявлений, особые условия стен», сообщает профессор Нэва Сеттер EPFL; под микроскопом возможно видеть при относительно низком усилении, что области отделены друг от друга длинными, параллельными стенами.
Положение стен без напряжения переменное – после применения неоднородного электрического поля, они придвигаются поближе или вместе или далее обособленно. Исследователи намереваются исследовать эти явления более подробно, поскольку способность точно управлять подвижностью и плотностью стен является важными требованиями с точки зрения технического применения.