(PhysOrg.com) -- La perspective de l'électronique à l'échelle nanométrique pourrait être encore plus prometteuse avec la première observation de la conductance métallique dans les nanodomaines ferroélectriques par des chercheurs du Oak Ridge National Laboratory.

Matériaux ferroélectriques, qui commutent leur polarisation avec l'application d'un champ électrique, ont longtemps été utilisés dans des appareils tels que les machines à ultrasons et les capteurs. Maintenant, les découvertes sur les propriétés électroniques des ferroélectriques ouvrent des possibilités d'applications dans l'électronique à l'échelle nanométrique et le stockage d'informations.

Dans un article publié dans la revue American Chemical Society Lettres nano , l'équipe dirigée par l'ORNL a démontré la conductivité métallique dans un film ferroélectrique qui agit autrement comme un isolant. Ce phénomène de transition isolant-métal a été prédit il y a plus de 40 ans par les théoriciens mais a jusqu'à présent échappé aux preuves expérimentales.

"Cette découverte identifie sans ambiguïté un nouveau canal de conduction qui s'infiltre à travers la matrice isolante du ferroélectrique, qui ouvre des possibilités potentiellement intéressantes pour « écrire » et « effacer » des circuits avec des dimensions nanométriques, " a déclaré l'auteur principal Peter Maksymovych du Centre des sciences des matériaux en nanophase de l'ORNL.

D'un point de vue appliqué, la possibilité d'utiliser uniquement un champ électrique comme bouton qui règle à la fois l'amplitude de la conductivité métallique dans un ferroélectrique et le type de porteurs de charge est particulièrement intrigante. Faire ce dernier dans un semi-conducteur nécessiterait un changement de la composition du matériau.

"Non seulement pouvons-nous activer la conductivité métallique, mais si vous continuez à changer les cadrans de polarisation, vous pouvez contrôler le comportement très précisément, " dit Maksymovych. " Et plus le nanodomaine est petit, mieux il conduit. Tout cela se produit exactement dans la même position du matériau, et nous pouvons passer d'un isolant à un meilleur métal ou à un pire métal en un clin d'œil ou plus rapidement. Ceci est potentiellement attrayant pour les applications, et cela conduit également à des questions fondamentales intéressantes sur le mécanisme exact de la conductivité métallique."

Bien que les chercheurs aient concentré leur étude sur un film ferroélectrique bien connu appelé titanate de plomb-zirconate, ils s'attendent à ce que leurs observations soient vraies pour une gamme plus large de matériaux ferroélectriques.

« Nous anticipons également que l'extension de nos études aux multiferroïques, les phases mixtes et antiferroélectriques révéleront toute une famille de propriétés électroniques jusqu'alors inconnues, innover dans les fondamentaux et les applications, ", a déclaré le co-auteur et scientifique principal de l'ORNL, Sergei Kalinin.