Учёные из Аргоннской национальной лаборатории (США) показали, что
практически нет принципиального предела толщины кристаллов, проявляющих сегнетоэлектрические
свойства.
В перовскитах положительные и отрицательные ионы образуют диполи, которые в упорядоченном
состоянии вызывают электрическую поляризацию материала. Устройства оперативной памяти,
основанные на этом сегнетоэлектрическом эффекте, состоят из ряда тонких перовскитных плёнок.
Информация на них записывается при помощи электрического поля, вызывающего смещение положения
ионов в кристаллической решетке, что меняет степень упорядочения диполей и поляризацию. Ранее
считалось, что плёнки толщиной менее 4 нанометров, не проявляют сегнетоэлектрических свойств из-за
их деполяризации, вызванной притяжением электрических зарядов из окружающей среды.
В [1] сообщается о том, что перовскитные плёнки из титаната свинца остаются
сегнетоэлектрическими вплоть до толщины 1,2 нанометров. Такой размер соответствует размещению 6
ионов, или 3 электрических диполей. Это фактически означает, что для сегнетоэлектрического материала
нет принципиального предела на размер (см. также нашу новость ). Выполненные учёными
рентгеноструктурные исследования показали отсутствие дефектов в плёнках и малые смещения ионов
под действием электрического поля. Видимо, отсутствие сегнетоэлектричества в тонких плёнках в
прежних исследованиях было связано не с деполяризующим электрическим полем, а с дефектами
кристаллов.
В настоящее время сегнетоэлектрические материалы используются в вычислительной технике для
некоторых видов оперативной памяти. Однако, они пока применяются лишь в устройствах с памятью
низкой плотности, например, в кредитных карточках. Коммерческая интегральная схема для
оперативной памяти на сегнетоэлектрике размером 10х10 кв. мм вмещает всего лишь 256 килобайт.
Обнаруженный эффект [1] позволит увеличить плотность записи информации по крайней мере в 100 раз
и открывает, по мнению авторов, многообещающие возможности для нового вида оперативной памяти в
персональных компьютерах и других устройствах, использующих в настоящее время микрочипы для
оперативной памяти на ферритовых элементах. Такая оперативная память будет потреблять в работе
меньше энергии, чем имеющиеся виды оперативной памяти, и будет энергонезависимой, то есть
сохранять информацию при отключении напряжения. Она также будет быстрее флэш-памяти,
используемой в цифровых камерах, компьютерах, мобильных телефонах и т.д.
1. C. Biever. NewScientist.com, 11 June 2004