Международная команда исследователей из Центра Гельмгольца в Берлине (HZB) и Свободного университета Берлина при содействии коллег из CEMES-CNRS в Тулузе, Университета Пикардии в Амьене и Института Йозефа Стефана в Любляне разработала инновационный подход к созданию и управлению наноструктурами. Данное открытие открывает путь к сверхплотному хранению данных и энергоэффективным полевым транзисторам.
Исследователи создали наноструктуры из титаната бария (BaTiO3) в форме трапециевидных островков размером от 30 до 60 нанометров на кремниевой пластине. Важнейшим достижением стала способность контролировать образование этих наноостровков благодаря точной настройки начального этапа пассивации поверхности кремния.
В каждом наноостровке поле поляризации сжимается вдоль боковых стенок, приобретая форму, схожую с вихрем жидкости, входящим в сужающуюся воронку. Поляризационные линии сходятся у основания, создавая эффект закручивания, привнося хиральность благодаря вихревому компоненту вокруг оси наноостровка.
Исследования выявили, что полученные наноструктуры содержат устойчивые поляризационные домены, которые можно обратимо переключать с применением электрического поля. Для изучения этих доменных структур применялась микроскопия пьезоэлектрического отклика (PFM) в вертикальной и латеральной ориентациях, а также трансмиссионная электронная микроскопия (STEM).
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Ученые продемонстрировали, что созданные наноструктуры обладают уникальными характеристиками, перспективными для разработки новых энергоэффективных устройств памяти и логических элементов. Примечательно, что данные наноструктуры совместимы с кремниевой технологией, что упрощает их интеграцию в существующие электронные системы.
Это открытие представляет собой значительный шаг вперед в области наноэлектроники и может привести к созданию нового поколения устройств с улучшенными характеристиками при снижении энергопотребления. Исследователи намерены продолжать работу по оптимизации процесса формирования наноостровков и дальнейшем изучении их свойств для последующего практического применения.
Источник: iXBT
