Le lauréat du prix Nobel Herbert Kroemer a déclaré un jour que « l'interface est l'appareil ». Les observations des chercheurs de Sydney pourraient donc déclencher un nouveau débat sur la question de savoir si les interfaces - qui sont des frontières physiques séparant différentes régions dans les matériaux - sont une solution viable au manque de fiabilité des appareils de nouvelle génération.

"Notre découverte a indiqué que les interfaces pourraient en fait accélérer la dégradation ferroélectrique. Par conséquent, une meilleure compréhension de ces processus est nécessaire pour atteindre les meilleures performances des appareils, " a déclaré le Dr Chen.

Les matériaux ferroélectriques sont utilisés dans de nombreux appareils, y compris les souvenirs, condensateurs, actionneurs et capteurs. Ces dispositifs sont couramment utilisés dans les instruments grand public et industriels, comme les ordinateurs, équipements médicaux à ultrasons et sonars sous-marins.

Heures supplémentaires, les matériaux ferroélectriques sont soumis à des sollicitations mécaniques et électriques répétées, entraînant une diminution progressive de leur fonctionnalité, aboutissant finalement à un échec. Ce processus est appelé « fatigue ferroélectrique ».

C'est une cause principale de la défaillance d'une gamme d'appareils électroniques, les appareils électroniques mis au rebut étant l'un des principaux contributeurs aux déchets électroniques. Globalement, des dizaines de millions de tonnes d'appareils électroniques défectueux sont mis en décharge chaque année.

En utilisant la microscopie électronique in situ avancée, l'École de l'aérospatiale, Les chercheurs en génie mécanique et mécatronique ont pu observer la fatigue ferroélectrique au fur et à mesure qu'elle se produisait. Cette technique utilise un microscope avancé pour « voir, " en temps réel, jusqu'à l'échelle nanométrique et atomique.

Les chercheurs espèrent que cette nouvelle observation, décrit dans un article publié dans Communication Nature , contribuera à mieux éclairer la conception future des nanodispositifs ferroélectriques.

"Notre découverte est une percée scientifique importante car elle montre une image claire de la façon dont le processus de dégradation ferroélectrique est présent à l'échelle nanométrique, " a déclaré le co-auteur, le professeur Xiaozhou Liao, également du Nano Institute de l'Université de Sydney.

Dr Qianwei Huang, le chercheur principal de l'étude, a déclaré : « Bien qu'on sache depuis longtemps que la fatigue ferroélectrique peut raccourcir la durée de vie des appareils électroniques, comment cela se produit n'a pas été bien compris auparavant, en raison d'un manque de technologie appropriée pour l'observer."

Le co-auteur, le Dr Zibin Chen, a déclaré :« Avec ceci, nous espérons mieux informer l'ingénierie des appareils avec une durée de vie plus longue."