Los dispositivos ionotrónicos se basan en efectos de carga basados en iones, en lugar de electrones o además de electrones. Estos dispositivos abren nuevas oportunidades para crear memorias conmutables eléctricamente. Sin embargo, todavía hay muchos desafíos técnicos que superar antes de que este nuevo tipo de memorias pueda serproducido
Investigadores de la Universidad de Aalto en Finlandia han visualizado cómo la migración de iones de oxígeno en un material de óxido complejo hace que el material altere su estructura cristalina de manera uniforme y reversible, provocando grandes modulaciones de resistencia eléctrica. Realizaron imágenes simultáneas y mediciones de resistencia en unmicroscopio electrónico de transmisión utilizando un soporte de muestra con una sonda eléctrica a nanoescala. Las memorias de acceso aleatorio de conmutación de resistencia podrían utilizar este efecto.
El soporte de muestra ayuda a controlar la migración de iones
"En un microscopio electrónico de transmisión, un haz de electrones de alta energía se transmite a través de una muestra muy delgada. Varios detectores recogen los electrones después de su interacción con la muestra, proporcionando información detallada sobre la estructura atómica y la composición del material.La técnica es extremadamente poderosa para la caracterización de nanomateriales, pero si se usa convencionalmente, no permite la manipulación activa del material dentro del microscopio. En nuestro estudio, utilizamos un soporte de muestra especial con una sonda metálica controlada por piezo para hacer un nanocontacto eléctrico.El método in situ nos permitió aplicar pulsos de voltaje corto y así controlar la migración de iones de oxígeno en nuestra muestra ", explica Lide Yao, investigador de la Academia de Finlandia.
Los investigadores encontraron que la migración de iones de oxígeno fuera del área de contacto da como resultado un cambio brusco en la estructura reticular de óxido y un aumento de la resistencia eléctrica. La inversión de la polaridad del voltaje restaura completamente las propiedades del material original. Simulaciones electrotérmicas, realizadaspor el candidato a doctorado Sampo Inkinen, demostró que una combinación de calentamiento de muestra inducida por corriente y migración de iones dirigida por campo eléctrico causa el efecto de cambio.
concepto ionotrónico para la manipulación de varias propiedades del material
"El material que investigamos en este estudio es un óxido complejo. Los óxidos complejos pueden exhibir muchas propiedades físicas interesantes que incluyen magnetismo, ferroelectricidad y superconductividad, y todas estas propiedades varían sensiblemente con el estado de oxidación del material. Migración inducida por voltajede iones de oxígeno cambia la cantidad de oxidación, desencadenando fuertes respuestas materiales. Si bien hemos demostrado correlaciones directas entre el contenido de oxígeno, la estructura cristalina y la resistencia eléctrica, el mismo concepto ionotrónico podría utilizarse para controlar otras propiedades materiales ", dice el profesor Sebastiaan vanDijken, quien es coautor en el periódico con Yao.
"En el estudio actual, empleamos un soporte de muestra especial para mediciones simultáneas de la estructura a escala atómica y la resistencia eléctrica. Ahora estamos desarrollando un soporte completamente nuevo y único que permitiría mediciones de microscopía electrónica de transmisión mientras se irradia la muestracon luz intensa. Planeamos investigar procesos a escala atómica en células solares de perovskita y otros materiales optoelectrónicos con esta configuración en el futuro ", agrega Yao.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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