Questo diagramma illustra l'effetto degli ioni di elio sulle proprietà meccaniche ed elettriche del ferroelettrico stratificato:a.) domini di scomparsa nell'area esposta; man mano che il cumulo si forma, le regioni gialle (ferroelettricità) scompaiono gradualmente; b.) Proprietà meccaniche del materiale; i colori più caldi indicano le aree dure, i colori freddi indicano le aree morbide; c.) Miglioramento della conduttività; i colori più caldi mostrano aree isolanti, i colori più freddi mostrano aree più conduttive. Attestazione:ORNL
I dispositivi elettronici bidimensionali potrebbero avvicinarsi di poco alla loro ultima promessa di bassa potenza, alta efficienza e flessibilità meccanica con una tecnica di lavorazione sviluppata presso l'Oak Ridge National Laboratory del Department of Energy.
Un team guidato da Olga Ovchinnikova del Center for Nanophase Materials Sciences Division dell'ORNL ha utilizzato un microscopio a ioni di elio, una "sabbiatrice" su scala atomica, " su una superficie ferroelettrica stratificata di un tiofosfato di indio rame sfuso. Il risultato, dettagliato nel giornale Materiali e interfacce applicati ACS , è una sorprendente scoperta di un materiale con proprietà su misura potenzialmente utile per i telefoni, fotovoltaico, elettronica flessibile e schermi.
"Il nostro metodo apre percorsi per la scrittura diretta e la modifica dei circuiti su materiale 2-D senza i complicati processi litografici multi-step attuali attuali, " ha detto Ovchinnikova.
Lei e il collega Alex Belianinov hanno notato che mentre il microscopio a ioni di elio è tipicamente usato per tagliare e modellare la materia, hanno dimostrato che può essere utilizzato anche per controllare la distribuzione del dominio ferroelettrico, migliorare la conduttività e far crescere le nanostrutture. Il loro lavoro potrebbe stabilire un percorso per sostituire il silicio come scelta per i semiconduttori in alcune applicazioni.
"Tutti sono alla ricerca del prossimo materiale, quello che sostituirà il silicio per i transistor, " disse Belianinov, l'autore principale. "I dispositivi 2-D si distinguono per avere un basso consumo energetico e per essere più facili e meno costosi da fabbricare senza richiedere prodotti chimici aggressivi che sono potenzialmente dannosi per l'ambiente".
Ridurre il consumo energetico utilizzando dispositivi basati su 2-D potrebbe essere significativo quanto migliorare le prestazioni della batteria. "Immagina di avere un telefono che non devi ricaricare ma una volta al mese, " ha detto Ovchinnikova.
