Des recherches récentes ont brisé la limite de taille des effets ferroélectriques traditionnels, fournissant des preuves expérimentales et des simulations théoriques pour confirmer qu'une structure contenant aussi peu que 5 000 atomes peut toujours présenter des effets ferroélectriques à l'état solide.
Les études, réalisées par une équipe conjointe d'Israël et de Chine, sont publiées dans Nature Electronics. et Communications sur la nature sous les titres "Ferroélectricité en dimension zéro" et "Ferroélectricité à glissement interfacial 0D van der Waals", respectivement.
L'effet ferroélectrique est un phénomène physique découvert au début du XXe siècle par Joseph Valasek et constitue une voie technologique importante pour réaliser le stockage d'informations. Les effets ferroélectriques traditionnels sont soumis à des limitations de taille.
"Lorsque la taille des matériaux ferroélectriques traditionnels diminue, l'influence significative du champ de dépolarisation peut faire disparaître les caractéristiques de polarisation d'origine", expliquent les professeurs Guo Yao et Alla Zak. "Cet effet de taille limite l'application de matériaux ferroélectriques dans les dispositifs de stockage haute densité."
Le professeur Guo Yao de l'Institut de technologie de Pékin, le professeur Alla Zak de l'Institut de technologie de Holon et leurs collaborateurs ont utilisé des nanotubes de bisulfure de tungstène pour construire une interface avec environ 5 000 atomes à l'échelle nanométrique, et ont observé des changements de résistance et des phénomènes d'hystérésis dans des diodes ferroélectriques à l'échelle nanométrique. interface.
Grâce à des vérifications expérimentales et théoriques plus poussées, il a été confirmé que le comportement électrique de la diode ferroélectrique était dû au glissement du réseau à l'interface, permettant au dispositif de produire des changements de résistance adaptés au stockage d'informations et à des réponses photovoltaïques programmables sur presque toute la plage de longueurs d'onde de la lumière visible. . "Nous sommes surpris qu'un système d'interface de 5 000 atomes puisse produire des fonctionnalités aussi riches", déclarent les chercheurs.
Le professeur Reshef Tenne, de l'Institut des sciences Weizmann en Israël et co-auteur de cette étude, estime que cette ferroélectricité réduite présente des avantages importants pour le futur stockage d'informations à haute densité. Il estime également que cette recherche revêt une grande importance dans la réduction de la taille des dispositifs ferroélectriques.
Plus d'informations : Yue Niu et al, 0D van der Waals ferroélectricité interfaciale, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-41045-8
Yan Sun et al, Mémoire vive photovoltaïque activée par ferroélectricité coulissante mésoscopique pour système de vision artificielle au niveau matériel, Nature Communications (2022). DOI :10.1038/s41467-022-33118-x
Katharina Zeissler, Ferroélectricité en dimension zéro, Nature Electronics (2023). DOI :10.1038/s41928-023-01085-w
Informations sur le journal : Communications naturelles , Nature Electronics
Fourni par l'Université des sciences et technologies de Pékin
