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La limitación de tamaño de los efectos ferroeléctricos tradicionales ha sido superada por investigaciones recientes, que confirmaron mediante modelos teóricos y datos experimentales que los efectos ferroeléctricos de estado sólido pueden ocurrir en estructuras tan pequeñas como 5.000 átomos.
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Un equipo colaborativo de Israel y China realizó los estudios, que se publicaron en Electrónica de la naturaleza Y comunicación de la naturaleza bajo los nombres “Ferroelectricidad en dimensión cero” y “Ferroelectricidad deslizante interfacial 0D van der Waals”.
Joseph Valasek desarrolló el efecto ferroeléctrico a principios del siglo XX y proporciona un enfoque tecnológico importante para el almacenamiento de información. Los efectos ferroeléctricos tradicionales tienen limitaciones de tamaño.
El Prof. Guo Yao y la Prof. Alla Zak explicaron: “A medida que disminuye el tamaño de los materiales ferroeléctricos tradicionales, la influencia significativa del campo de despolarización puede hacer que desaparezcan las propiedades de polarización originales. Este efecto de tamaño limita la aplicación de materiales ferroeléctricos en dispositivos de almacenamiento de alta densidad.«
El profesor Guo Yao del Instituto de Tecnología de Beijing, la profesora Alla Zak del Instituto de Tecnología Holon y sus colaboradores utilizaron nanotubos de disulfuro de tungsteno para crear una interfaz a nanoescala con unos 5.000 átomos y observaron cambios de resistencia y fenómenos de histéresis en diodos ferroeléctricos.
Una verificación experimental y teórica adicional demostró que el comportamiento eléctrico del diodo ferroeléctrico fue causado por el desplazamiento de la red en la interfaz, lo que permitió que el dispositivo produjera cambios de resistencia ideales para el almacenamiento de información y respuestas fotovoltaicas programables en casi todo el rango de longitud de onda de la luz visible adecuada.
Los investigadores agregaron: “Nos sorprende que un sistema de interfaz de 5.000 átomos pueda proporcionar una funcionalidad tan amplia.«
El profesor Reshef Tenne del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, coautor de este estudio, cree que la ferroelectricidad reducida ofrece ventajas significativas para el futuro almacenamiento de información de alta densidad. También cree que este hallazgo tiene implicaciones importantes para reducir el tamaño de los dispositivos ferroeléctricos.
Referencias de revistas:
Niu, Y., et. Alabama. (2024) 0D van der Waals Ferroelectricidad deslizante interfacial. Comunicación de la naturaleza. doi:10.1038/s41467-023-41045-8
Soleado., et. Alabama. (2002) La ferroelectricidad deslizante mesoscópica permitió una memoria de acceso aleatorio fotovoltaica para un sistema de visión artificial a nivel de material. comunicación de la naturaleza. doi:10.1038/s41467-022-33118-x
Zeissler, K. (2024) Ferroelectricidad en dimensiones cero. Electrónica de la naturaleza. doi:10.1038/s41928-023-01085-w
Fuente: https://en.ustb.edu.cn/
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