Nouvelle recherche de l'Université Flinders et de l'UNSW Sydney, publiée dans ACS Nano journal, explore la polarisation commutable dans une nouvelle classe d'oxydes métalliques compatibles avec le silicium et ouvre la voie au développement de dispositifs avancés, notamment le stockage de données haute densité, l'électronique à très faible consommation d'énergie, la récupération d'énergie flexible et les dispositifs portables.

L'étude fournit la première observation de la ferroélectricité intrinsèque à l'échelle nanométrique dans des films minces d'oxyde de zinc substitué par du magnésium (films minces d'oxyde métallique avec des structures cristallines simples de wurtzite).

Les ferroélectriques semblables aux aimants présentent une propriété électrique correspondante connue sous le nom de polarisation électrique permanente, qui provient de dipôles électriques comportant des extrémités ou des pôles égaux mais chargés de manière opposée.

La polarisation peut être modifiée de manière répétée entre deux ou plusieurs états ou directions équivalents lorsqu'elle est soumise à un champ électrique externe et, par conséquent, les matériaux polaires commutables sont activement pris en considération pour de nombreuses applications technologiques, notamment la mémoire informatique nanoélectronique rapide et les dispositifs électroniques à faible consommation d'énergie.

"Les résultats de la recherche offrent des informations significatives sur la polarisation commutable dans une nouvelle classe d'oxydes métalliques beaucoup plus simples compatibles avec le silicium avec des structures cristallines de wurtzite et jettent les bases du développement de dispositifs avancés", déclare le Dr Pankaj Sharma, auteur correspondant et dernier auteur. à l'Université Flinders.

"Le système matériel démontré offre des implications très réelles et importantes pour les nouvelles technologies et la recherche traduisible", déclare Jan Seidel, auteur correspondant de l'UNSW Sydney, professeur.

Historiquement, cette propriété technologiquement importante s'est avérée exister dans des oxydes de pérovskite complexes qui incorporent une gamme de cations de métaux de transition conduisant à divers phénomènes physiques tels que la multiferroïcité, le magnétisme ou même la supraconductivité.

"Mais l'intégration de ces oxydes complexes dans les processus de fabrication de semi-conducteurs a constitué un défi important en raison des exigences de traitement strictes liées, par exemple, au budget thermique et au contrôle précis de plusieurs éléments constitutifs. La présente étude fournit donc une solution potentielle", déclare d'abord auteur Haoze Zhang (UNSW, Sydney).

Plus d'informations : Haoze Zhang et al, Polarisation commutable robuste et caractéristiques électroniques couplées de l'oxyde de zinc dopé au magnésium, ACS Nano (2023). DOI :10.1021/acsnano.3c04937

Informations sur le journal : ACS Nano

Fourni par l'Université de Flinders