Міжнародна група вчених уперше експериментально довела прояв сегнетоелектричного ефекту в однокомпонентному матеріалі – телурі. Сегнетоелектрики зазвичай є сполуками, що робить їх застосування складнішим і дорожчим. Вчені пішли далі за перевірку явища і створили прототип польового транзистора з каналом з нанодроту, відкривши шлях до пам’яті майбутнього та нейроморфних обчислень.
«Сьогнетоелектричні матеріали — це речовини, які можуть накопичувати електричний заряд і зберігати його навіть при відключенні живлення, і їх заряд можна перемикати за допомогою зовнішнього електричного поля — це властивість, необхідна для пристроїв енергонезалежної пам’яті», — пояснюють автори роботи, опублікованої в Nature Communications.
Можливість прояву сегнетоелектричного ефекту в однокомпонентних матеріалах була відома лише теоретично. Вчені з Університету Тохоку (Tohoku University) разом з колегами з інших країн показали, що ефект можливий на нанодроті з телуру (Te). По суті, це 2D-матеріал, сегнетоелектричний ефект у якому проявляється шляхом «унікального зміщення атомів в одновимірній ланцюжковій структурі телуру». Явище було визначено за допомогою силової мікроскопії п’єзовідгуку та скануючої електронної мікроскопії, що просвічує, високої роздільної здатності.
На основі зробленого відкриття, вчені розробили новий пристрій — сегнетоелектричний польовий транзистор з автоматичним стробуванням (SF-FET), який об’єднав сегнетоелектричні та напівпровідникові властивості в одному пристрої. Експериментальний транзистор SF-FET продемонстрував виняткове збереження даних, швидку швидкість перемикання (менше 20 нс) та вражаючу густину запису, що перевищує 1,9 Тбайт на см2.
«Наш прорив відкриває нові можливості для пристроїв пам’яті наступного покоління, де висока мобільність нанодротів з телуру та його унікальні електронні властивості можуть допомогти спростити архітектуру пристроїв, — пояснюють автори. забезпечуючи нейроморфні обчислення, що імітують роботу людського мозку. отримані результати можуть допомогти зменшити енергоспоживання в електронних пристроях, задовольняючи потребу у стійких технологіях».