Une équipe de recherche dirigée par le professeur Hu Weijin de l'Institut de recherche sur les métaux (IMR) de l'Académie chinoise des sciences a découvert que les films minces ferroélectriques à domaine unique peuvent être réalisés efficacement en augmentant simplement la température de croissance.
Leurs résultats, publiés dans Matériaux fonctionnels avancésoffrez une alternative simple aux méthodes de fabrication complexes conventionnelles, avec des implications importantes pour les performances du dispositif ferroélectrique.
Les matériaux ferroélectriques forment naturellement des structures en polydomaine pour minimiser l'énergie électrostatique. Néanmoins, les films minces à domaine unique peuvent être obtenus grâce à un contrôle précis des couches atomiques interfaciales ou des gradients de déformation. La quête d'une méthode simple pour obtenir un état à domaine unique et son impact sur les performances du dispositif ferroélectrique sont d'un grand intérêt.
Dans cette étude, les chercheurs ont démontré que le domaine unique ferroélectrique, par rapport à un polydomaïque, peut améliorer considérablement les performances des dispositifs synaptiques ferroélectriques. Pour explorer cela, ils ont utilisé Batio3 (BTO) Films ferroélectriques déposés sur LA0,67SR0,33MNO3 Des couches métalliques à des températures allant de 700 ℃ à 850 ℃ en utilisant un dépôt laser pulsé, une technique bien adaptée à la production de films d'oxyde de cristallin de haute qualité.
Les chercheurs ont découvert que lorsque le LSMO a été cultivé à des températures supérieures à 800 ℃, les films BTO résultants présentaient une configuration à domaine unique. Ils ont observé que les ions Sr avaient tendance à diffuser vers l'interface, créant une surface chargée positivement qui a aligné les polarisations uniformément à travers le film.
« Cette approche est beaucoup plus simple par rapport à d'autres méthodes telles que l'ingénierie des couches atomiques, qui nécessite généralement des traitements de surface complexes et un contrôle de croissance précis », a déclaré Hu. « Il détient le potentiel d'une production à grande échelle de films à domaine unique au-delà de la taille actuelle de 5 mm × 5 mm, peut-être par le biais de processus industriels comme le revêtement de spin. »
Les films à domaine unique à grande échelle pouvaient non seulement améliorer les performances de la synapse ferroélectrique utilisée pour l'informatique neuromorphe, mais également avoir des applications dans de nombreux autres domaines, notamment l'optoélectronique et la catalyse.
