موفقیت محققان در ساخت نازک‌ترین نانو ورق با خواص فروالکتریک/خازن‌ها کوچک‌تر می‌شوند

به گزارش روز یکشنبه گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای ساینس دیلی تکنولوژی، محققان دانشگاه ناگویا نازک‌ترین نانوورق‌ از جنس نانوذرات باریم تیتانات (BaTiO۳) را سنتز کردند که ضخامتی در حد ۱٫۸ نانومتر دارد و بر مساله “اثر اندازه” و حفظ خصوصیات فروالکتریک غلبه می‌کند. این موفقیت باعث می‌شود کوچک‌سازی دستگاه‌ها از جمله حافظه ها و خازن ها تسریع شود.

محققان موسسه مواد و سیستم های آینده در دانشگاه ناگویا در ژاپن نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه Advanced Electronic Material منتشر کردند.

توسعه مواد بسیار نازک با عملکردهای الکترونیکی جدید یک حوزه بسیار رقابتی در تحقیقات است. چنین دستگاه هایی به ویژه در فروالکتریک‌ها از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. این توانایی برای معکوس کردن قطبش باعث می شود این مواد در ساخت حافظه مفید باشند.

با این حال، هرچه مواد مورد استفاده در این دستگاه‌ها کوچکتر می‌شوند، خواص غیر منتظره‌ای را نشان می‌دهند که کاربرد صنعتی آنها را پیچیده می‌کند. یک مشکل بزرگ “اثر اندازه” است، همانطور که وقتی ضخامت مواد به چند نانومتر کاهش می‌یابد، خواص فروالکتریک آن از بین می‌رود.

تیمی از گروه شیمی مواد و سیستم‌های پایدار (IMAS) به سرپرستی دکتر مینورو اوزادا با استفاده از یک فرآیند محلول آبی با موفقیت نانوورق‌ از جنس نانوذرات باریم تیتانات عاری از نقص با خصوصیات فروالکتریک سنتز کرده است. نتیجه کار نازک ترین فیلم آزاد است که تاکنون ساخته شده است. اگرچه این فیلم بسیار نازک است اما دارای خواص فروالکتریک است که نشان‌دهنده پیشرفتی مهم در ساخت فیلم‌های نازک و فروالکتریک است.

مینورو اوزادا درمورد این دستاورد گفت: سنتز نانوذرات باریم تیتانات به یک فرآیند کلسیناسیون نیاز دارد که به دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر برسد. در مقابل، ما با استفاده از فرآیند خود، نانوذرات باریم تیتانات را در دمای پایین ۶۰ درجه سانتیگراد سنتز کردیم، از آنجا که ضخامت فیلم با استفاده از این روش با تغییر زمان واکنش قابل کنترل است، سنتز نانوذرات با دو تا شش شبکه حاصل شد.

وی افزود: اگر نانوذرات با ضخامت چند نانومتر با خواص فروالکتریک سنتز شوند، انتظار می‌رود خواص جدید و برنامه های کاربردی جدیدی برای آنها پیشنهاد شود. یافته‌های ما روشی مهم برای کوچک سازی دستگاه‌هایی مانند حافظه و خازن فراهم کند. از آنجایی که فن‌آوری‌های موجود هم از نظر مواد و هم از نظر ابعاد به محدودیت‌های خود رسیده‌اند ارائه چنین روش‌هایی، ضروری است.