Новый метод поможет в исследовании ферроэлектрической памяти

Исследователи из Berkeley Lab и Soleil Synchrotron а Париже разработали новый метод исследования свойств ферроэлектриков, который позволит полнее реализовать потенциал нового поколения запоминающих устройств на основе этих материалов.

«Выполняя фотоэлектронную спектроскопию под углами почти полного отражения (near-total-reflection, NTR) мы можем избирательно изменять глубину эмиссии электронов, а также создавать в образце стоячие волны. Таким образом мы получаем новый инструмент для исследования внутренних интерфейсов, – рассказал Чак Федли (Chuck Fadley) из отдела материаловедения Berkeley Lab в статье для журнала Nano Letters. – Базовая идея для такой работы вблизи полного отражения восходит к концептуальным экспериментам 1977 г., но сейчас этот метод стало возможно воплотить в реальность с современными источниками синхротронного излучения и инструментарием».

Работая на установке жесткой рентгеновской фотоэмиссии источника Beamline 9.3.1 ALS Berkeley Lab, Федли и его коллеги замеряли фотоэлектронные пики для разных элементов, уменьшая угол падения рентгеновских лучей до полного отражения, когда фотоэмиссия прекращалась. Различные измерения и спектроскопический анализ позволили им построить подробный глубинный профиль электрического заряда на интерфейсе.

Исследовавшийся интерфейс между ферроэлектриком BiFeO3 и легированным изолятором Мотта продемонстрировал многообещающую способность переключаться из менее проводящего состояния в более проводящее под воздействием электрического поля. «Сильный эффект электросопротивления обусловлен ферроэлектрической поляризацией BiFeO3 с образованием проводящего электронного газа на интерфейсе и в изоляторе Мотта, – поясняет Федли. – Такое ферроэлектрическое управление открывает возможность создания малогабаритных и менее энергозатратных коммутаторов или запоминающих устройств».

Французские участники работы независимо подтвердили заключения Федли результатами измерений, сделанных методами трансмиссионной электронной микроскопии и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами.