Gli scienziati dell'Università dell'Arkansas fanno parte di un team internazionale che ha scoperto un materiale ferroelettrico bidimensionale spesso solo due atomi.

I materiali bidimensionali sono membrane ultrasottili che promettono nuove soluzioni optoelettroniche, termico, e applicazioni meccaniche, inclusi dispositivi di archiviazione dati ultrasottili che sarebbero sia pieghevoli che densi di informazioni.

I materiali ferroelettrici sono quelli con un momento di dipolo intrinseco, una misura della separazione delle cariche positive e negative, che può essere commutato da un campo elettrico, disse Barraza-Lopez. "Per esempio, una singola molecola d'acqua ha anche un momento di dipolo elettronico intrinseco, ma il movimento termico delle singole molecole d'acqua in condizioni ordinarie (per esempio, in una bottiglia d'acqua) impedisce la creazione di un momento di dipolo intrinseco su distanze macroscopiche."

C'è stata una vigorosa spinta da parte dei ricercatori a dispiegare atomicamente sottili, ferroelettrici bidimensionali negli ultimi cinque anni, Egli ha detto. Il nuovo materiale scoperto dal team, un monostrato di seleniuro di stagno, è solo il terzo ferroelettrico bidimensionale appartenente alla famiglia chimica dei monocalcogenuri del gruppo IV che è stato finora coltivato sperimentalmente. Oltre agli scienziati della U of A, il team includeva ricercatori dell'Istituto Max Planck per la fisica delle microstrutture in Germania e dell'Accademia di scienze dell'informazione quantistica di Pechino in Cina. La scoperta è stata descritta in un articolo pubblicato sulla rivista Nano lettere .

Utilizzando un microscopio a scansione a effetto tunnel, i ricercatori hanno cambiato il momento di dipolo elettronico dei monostrati di seleniuro di stagno cresciuti su un substrato di grafite. I calcoli eseguiti dallo studente laureato di U of A Brandon Miller hanno verificato una crescita altamente orientata di questo materiale su tale substrato.

Il dispiegamento sperimentale di questi materiali aiuta a corroborare le previsioni teoriche alla base di un comportamento fisico veramente nuovo. Per esempio, questi materiali ferroelettrici semiconduttori subiscono transizioni di fase indotte dalla temperatura in cui viene spento il loro dipolo elettrico intrinseco (i singoli dipoli elettrici intrinseci fluttuano come fanno nell'acqua); ospitano anche effetti ottici non lineari che potrebbero essere utili per applicazioni di optoelettronica ultracompatte.