Las estructuras de dominio de cierre de flujo FCD son fenómenos topológicos microscópicos que se encuentran en películas delgadas ferroeléctricas que presentan distintas propiedades de polarización eléctrica. Estos dominios de circuito cerrado han llamado la atención entre los investigadores que estudian nuevos dispositivos ferroeléctricos, que van desde componentes de almacenamiento de datos y uniones de túnel espintrónico.a condensadores ultrafinos.
En el desarrollo de películas delgadas para tales dispositivos, los investigadores han pensado que el contacto con electrodos de óxido de uso común limita la formación de FCD. Sin embargo, un grupo de investigadores en China ha demostrado lo contrario. Los hallazgos se informan esta semana como artículo de portada letras de física aplicada , de AIP Publishing.
Los materiales ferroeléctricos generalmente se desarrollan y estudian como películas delgadas, a veces tan delgadas como unos pocos nanómetros. Como resultado, los investigadores han comenzado a descubrir las abundantes estructuras de dominio y las propiedades físicas únicas que poseen estos ferroeléctricos, como el skyrmion y la formación de FCD quepodría beneficiar a los dispositivos electrónicos de próxima generación. Sin embargo, debido a que las películas son tan delgadas, su interacción con los electrodos es inevitable.
"El pensamiento general ha sido que los electrodos de óxido desestabilizarían los dominios de cierre de flujo. Sin embargo, nuestro trabajo ha demostrado que esto ya no es cierto cuando los electrodos superior e inferior son simétricos, lo que físicamente tiene sentido", dijo Yinlian Zhu, profesoren el Instituto de Investigación del Metal en la Academia de Ciencias de China y coautor del artículo.
Zhu y sus colegas utilizaron dos tipos de electrodos de óxido: uno basado en rutenato de estroncio, el otro basado en manganita de estroncio y lantano, elegidos como electrodos de óxido debido a sus estructuras de perovskita similares, que funcionan bien en el crecimiento de película capa por capa.estudió cómo estos electrodos influyeron en la formación de FCD en películas delgadas a base de óxido de perovskita PbTiO3 PTO depositadas en sustratos de óxido de escandio y gadolinio GSO.
Los estudios previos del equipo de investigación indicaron que los dominios de cierre de flujo pueden estabilizarse en películas ferroeléctricas filtradas en las que la cepa desempeña un papel fundamental en la formación de dominios de cierre de flujo, como los sistemas multicapa de toma de fuerza / titanato de estroncio cultivados en base a OSGespecíficamente GdScO3 sustratos.
Basado en sus estudios previos, los investigadores anticiparon consecuentemente que también podría ocurrir un fenómeno similar en los sistemas de toma de fuerza / electrodo. Luego crecieron películas de toma de fuerza intercaladas entre electrodos de óxido simétricos en sustratos GSO usando deposición por láser pulsado.
Descubrieron que las matrices FCD periódicas pueden estabilizarse en películas PTO cuando los electrodos superior e inferior son simétricos, mientras que los dominios de corriente alterna aparecen cuando aplican electrodos asimétricos.
"Crecimos con éxito películas delgadas ferroeléctricas con electrodos de óxido simétricos en los que los dominios de cierre de flujo y sus matrices periódicas claramente existen", dijo Zhu. "Nuestro trabajo arroja luz sobre la comprensión de la naturaleza de los dominios de cierre de flujo en ferroeléctricos. Esperamosque abrirá posibilidades de investigación en la evolución de estas estructuras bajo campos eléctricos externos ".
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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