un, Configurazione dipolare allo stato fondamentale (strisce parallele) nello strato intermedio di un film di celle unitarie 80 × 80 × 5 di Pb(Zr0.4Ti0.6)O3 come ottenuto diminuendo lentamente la temperatura da 650 K a 10 K. b, Configurazione dipolare del labirinto o schema labirintico come ottenuto dopo un brusco raffreddamento del sistema da 650 K a 10 K. I dipoli grigi (rossi) sono orientati lungo la direzione pseudo-cubica [001] ([001¯])([001¯]) . Credito: Natura (2020). DOI:10.1038/s41586-019-1845-4
In un recente studio, Ricercatori di fisica dell'Università dell'Arkansas hanno trovato prove di una transizione inversa nei film ultrasottili ferroelettrici, che potrebbe portare a progressi nello sviluppo dell'archiviazione dei dati, microelettronica e sensori.
"Abbiamo scoperto che una fase labirintica disordinata si trasforma nella struttura a strisce parallele più ordinata all'aumentare della temperatura, " disse Yousra Nahas, primo autore dello studio dal titolo "Inverse Transition of Labyrinthine Domain Patterns in Ferroelectric Thin Films, "pubblicato sulla rivista Natura . L'ex e attuale ricercatore di fisica della U of A Sergei Prokhorenko, Bin Xu, Sergey Prosandeev, e illustre professor Laurent Bellaiche, insieme ai colleghi in Francia, anche contribuito allo studio.
Proposto un secolo fa, questi tipi di transizioni sembrano contraddire la legge fondamentale secondo cui il disordine aumenta con la temperatura. Sono stati trovati in altri sistemi come i superconduttori, proteine, cristalli liquidi e leghe metalliche. Ma non erano stati trovati in materiali ferroelettrici, che interessano gli scienziati perché possiedono una polarizzazione elettrica spontanea che può essere invertita mediante l'applicazione di un campo elettrico.
I ricercatori dell'Università dell'Arkansas sono stati in grado di modellare le transizioni utilizzando l'Arkansas High Performance Computing Center, che è finanziato in parte dalla Commissione per lo sviluppo economico dell'Arkansas. I ricercatori in Francia hanno dimostrato le previsioni del modello attraverso esperimenti di laboratorio.
"Questi risultati possono essere utilizzati per andare oltre le tecnologie attuali consentendo principi di progettazione fondamentalmente nuovi e funzionalità topologicamente migliorate all'interno dei film ferroelettrici, " disse Nahas.