Fig. Un superreticolo artificiale assemblato da nanofogli di perovskite (A=Ca2Nb3O10, B=LaNb2O7). Il successo della crescita di tali superreticoli ben controllati con una buona qualità dell'interfaccia ci ha permesso di esplorare nuove proprietà dei superreticoli di perovskite. Per strutturazione artificiale, il gruppo ha scoperto che il superreticolo (LaNb2O7/Ca2Nb3O10) possiede una nuova forma di accoppiamento di interfaccia, che dà origine a ferroelettricità anche a spessori di diversi nanometri.
Un gruppo di ricerca presso l'Istituto nazionale giapponese per la scienza dei materiali ha sviluppato con successo un nuovo nanoferroelettrico mediante una nanotecnologia bottom-up basata su soluzioni.
Un gruppo di ricerca guidato dallo scienziato MANA Dr. Minoru Osada e dal Principal Investigator Dr. Takayoshi Sasaki del Centro internazionale per la nanoarchitettura dei materiali presso l'Istituto nazionale per la scienza dei materiali ha sviluppato con successo un nuovo nanoferroelettrico mediante una nanotecnologia bottom-up basata su una soluzione.
I materiali ferroelettrici sono uno dei dielettrici che possiedono momenti di dipolo elettrico spontaneo e reversibile:una polarizzazione elettrica rimane dopo aver applicato e rimosso un campo elettrico esterno, da cui i materiali ferroelettrici possono essere lavorati come memoria non volatile, che rappresenta "0" in un orientamento e "1" nell'altro. La memoria ferroelettrica (FeRAM) offre accesso ad alta velocità, elevata resistenza in modalità di scrittura, basso consumo energetico, non volatilità, e un'eccellente resistenza alle manomissioni. È quindi una memoria ideale per l'uso in smart card, così come telefoni cellulari e altri dispositivi. Il continuo downscaling dei circuiti microelettronici combinato con il crescente interesse per i film sottili ferroelettrici per FeRAM sta attirando grande attenzione sulle nanostrutture/nanofilm ferroelettrici. Fino a poco tempo fa, era tecnologicamente difficile stabilizzare la ferroelettricità su scala nanometrica.
Cercando di sviluppare un nuovo nanoferroelettrico, questo gruppo di ricerca ha creato un film superreticolo basato su nanofogli di ossido molecolarmente sottili come elementi costitutivi. Il gruppo ha sintetizzato due diversi nanosheet di perovskite (Ca 2 Nb 3 oh 10 , LaNb 2 oh 7 ), e ha fabbricato un superreticolo artificiale impilando alternativamente due nanofogli tramite un assemblaggio strato per strato basato su soluzioni, nello stesso modo in cui i bambini giocano con i mattoncini. Per strutturazione artificiale, il gruppo ha scoperto che, in contrasto con la natura paraelettrica di Ca 2 Nb 3 oh 10 e LaNb 2 oh 7 , il (LaNb 2 oh 7 /Circa 2 Nb 3 oh 10 ) il superreticolo possiede una nuova forma di accoppiamento di interfaccia, che dà luogo a ferroelettricità a temperatura ambiente. Questo superreticolo artificiale mostrava proprietà ferroelettriche robuste anche a spessori di diversi nanometri, che è il livello più sottile del mondo. Questo risultato ha un grande potenziale per la progettazione razionale e la costruzione di nanoferroelettrici, e aprirà anche una nuova strada allo sviluppo di dispositivi ferroelettrici senza piombo desiderabili per le future apparecchiature elettroniche.
I risultati sono stati pubblicati in ACS Nano il 23 novembre.
