日前從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所研究員馬秀良研究團(tuán)隊(duì)與合作者在鐵電材料中發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結(jié)構(gòu)，或讓鐵電材料實(shí)現(xiàn)超高密度信息存儲(chǔ)。
鐵電材料是指在外加電場的作用下，其電極化方向可以發(fā)生改變的一類材料，如鈦酸鉛、鈦酸鋇等材料。鐵電存儲(chǔ)器具有功耗小、讀寫速度快、壽命長與抗輻照能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是不能做到非常小的存儲(chǔ)單元，很難達(dá)到高密度存儲(chǔ)的需求。
馬秀良研究團(tuán)隊(duì)提出一種克服鐵電材料自發(fā)應(yīng)變，通過引入外加應(yīng)變來克服鐵電材料自身的晶格畸變。
“晶格畸變就是指晶格的變形。”馬秀良說，晶體是有明確衍射圖案的固體，其原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架叫做晶格。
基于上述設(shè)計(jì)思想，研究團(tuán)隊(duì)利用脈沖激光沉積方法，在鈧酸鹽襯底上制備出一系列不同厚度的鈦酸鉛鐵電多層薄膜，利用具有原子尺度分辨能力的像差校正電子顯微術(shù)，不僅發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結(jié)構(gòu)及其新奇的原子構(gòu)型圖譜，而且觀察到由順時(shí)針和逆時(shí)針閉合結(jié)構(gòu)交替排列所構(gòu)成的大尺度周期性陣列。在此基礎(chǔ)上，他們揭示出周期性閉合結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律。
中國科學(xué)院院士葉恒強(qiáng)認(rèn)為：“在鐵電材料中發(fā)現(xiàn)全閉合疇結(jié)構(gòu)以及相關(guān)疇陣列，在兩方面體現(xiàn)了在前沿領(lǐng)域的突破。其一是多鐵材料的通量全閉合結(jié)構(gòu)，可能帶來高密度的信息存儲(chǔ)功能，而且這種存儲(chǔ)耗能低，是解決超高集成度微電子芯片高耗能的潛在途徑。這種閉合結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，意義重大。其二是這類結(jié)構(gòu)是用具有亞埃分辨能力的像差校正電子顯微術(shù)以直觀的形式呈現(xiàn)出來的，開拓了人們的視野，是科學(xué)家認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的有力表征手段。”
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