(PhysOrg.com) -- Les utilisateurs de l'installation de l'Université Rutgers et le groupe des matériaux et dispositifs électroniques et magnétiques du Center for Nanoscale Materials ont identifié des feuilles de charge bidimensionnelles formées aux limites des domaines ferroélectriques dans un matériau multiferroïque.

Ces tôles chargées bidimensionnelles ne sont pas épinglées par des défauts instables, dopants chimiques, ou interface structurelle, mais se forment naturellement comme les inévitables sous-produits des tourbillons topologiques. Cette découverte est une étape importante dans la compréhension des propriétés semi-conductrices des domaines et des parois de domaines dans les ferroélectriques à petits écarts.

Il propose également une plate-forme nouvelle et naturelle pour explorer le transport de porteurs de charge confinés aux interfaces ou aux surfaces, qui est l'un des terrains de jeu majeurs de la physique de la matière condensée pour les phénomènes émergents.

L'équipe s'est concentrée sur le HoMnO hexagonal 3 , qui est un matériau multiferroïque où l'antiferromagnétisme et la ferroélectricité coexistent et - le plus intrigant - magnétique, électrique, et les forces mécaniques peuvent être couplées les unes aux autres. Afin de mesurer ces différentes propriétés des matériaux simultanément et à des échelles nanométriques, les chercheurs ont utilisé la microscopie à force atomique conductrice in situ (cAFM), microscopie de force à réponse piézo (PFM), et la microscopie à force à sonde Kelvin (KPFM) à basse température.

Les résultats démontrent que les défauts topologiques peuvent être exploités pour stabiliser les parois de domaine chargées à 180 degrés dans les multiferroïques, ouvrant des opportunités pour un nouveau type de canal de conduction à l'échelle nanométrique dans les dispositifs multifonctionnels. Les parois de domaines ferroélectriques chargées peuvent fournir de nouvelles plates-formes pour créer un gaz d'électrons bidimensionnel corrélé sans dopage chimique.