Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na MITu zjistili, že 2 vrstvy nitridu boru položené rovnoběžně vedle sebe vyvolají feroelektrický jev. Na jedné straně vznikne kladný a na druhé záporný elektrický náboj. Pomocí vnějšího elektrického pole lze rozložení obrátit. Významné je, že k jevu dochází už při pokojové teplotě a také odlišným mechanismem než u jiných dosud známých feroelektrických materiálů. Sám o sobě nitrid bóru feroelektrický není, až ve dvojvrstvě – což má souviset s jeho mechanickými vlastnostmi včetně tvrdosti. Tento mechanismus by se mohl uplatnit i při přípravě dalším feroeelektrických materiálů.
Feroelektrický nitrid bóru by měl jít skládat s dalšími 2D materiály a vytvářet tak zařízení s komplikovanými kombinovanými vlastnostmi. Samotná elektrická polarizace materiálu lze samozřejmě využít k ukládání informace (nevolatilní paměť).
Nitrid bóru má ve 2D vrstvě vlastnosti podobné grafenu, někdy se přímo označuje jako bílý grafen.
Viz také: Nitrid boru předčí grafen
Kenji Yasuda et al, Stacking-engineered ferroelectricity in bilayer boron nitride, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abd3230
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
Na Pennsylvania State University ve stejné době vytvořili jiný nový feroelektrický materiál, oxid zinečnatý dopovaný hořčíkem. I zde pokládají za nejnadějnější využití ukládání dat nenáročné na energii.
Nový materiál byl vyroben z tenkých vrstev oxidu zinečnatého substituovaného hořčíkem. Vlastní 2D vrstva byla vypěstována metodou naprašování. Ionty argonu byly urychlovány směrem k cílovým materiálům a dopadaly na ně s dostatečně vysokou energií, aby se z terče uvolnily atomy obsahující hořčík a zinek. Uvolněné atomy hořčíku a zinku se pohybovaly v plynné fázi, dokud nezreagovaly s kyslíkem a neshromáždily se na platinou pokrytém substrátu oxidu hlinitého. Výhodou tohoto procesů oproti přípravě jiných feroelektrických materiálů má být, že nevyžaduje příliš vysokou teplotu.
Z materiálu se podařilo vytvořit kondenzátory o rozměrech 10 x 20 x 30 nanometrů. Je ovšem třeba ještě prozkoumat jejich kvalitu, obecně se při růstu materiálů objevují defekty; řízený růst zajišťující dostatečnou kvalitu je náročný inženýrský úkol, bez něj ale daný materiál nedojde do fáze průmyslové výroby.
Kevin Ferri et al, Ferroelectrics everywhere: Ferroelectricity in magnesium substituted zinc oxide thin films, Journal of Applied Physics (2021). DOI: 10.1063/5.0053755
Zdroj: Pennsylvania State University / Phys.org
Poznámka PH: možná mluvit o dopování hořčíkem není přesné, spíše jde o dopování oxidem hořečnatým?
