`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Переключаемый материал может привести к новым чипам памяти

+22
голоса

Два исследователя из MIT разработали тонкопленочный материал, фаза и электрические свойства которого могут переключаться между металлическими и полупроводниковыми просто с помощью прикладывания небольшого напряжения. Затем материал остается в своем новом состоянии, пока не переключится обратно другим напряжением. Это открытие может проложить путь для нового вида энергонезависимого чипа компьютерной памяти, которая сохраняет информацию при отключении питания, а также для преобразования энергии и каталитических применений.

Результаты, представленные в журнале Nano Letters в работе MIT аспирантом материаловедения Циян Лу (Qiyang Lu) и доцентом Бильге Йылдыз (Bilge Yildiz), описывают тонкопленочный материал, называемый стронция кобальтит, или SrCoOx.

Как правило, говорит Йылдыз, структурная фаза материала определяется его составом, температурой и давлением. «Здесь впервые, - говорит она, - мы показали, что электрическое смещение может вызвать фазовый переход в материале. И на самом деле мы добились этого за счет изменения содержания кислорода в SrCoOx».

«Материал имеет две различные структуры, которые зависят от того, сколько атомов кислорода в элементарной ячейке он содержит, и эти две структуры имеют совершенно разные свойства», - объясняет Лу.

Одна из таких конфигураций молекулярной структуры называется перовскит, а другая – браунмиллерит. Когда присутствует больше кислорода, материал образует плотно упакованную, клеткообразную кристаллическую структуру перовскита, в то время как более низкая концентрация кислорода приводит к более открытой структуре браунмиллерита.

Обе формы имеют очень разные химические, электрические, магнитные и физические свойства, и Лу и Йылдыз обнаружили, что материал может переключаться между этими двумя формами с применением очень небольшого значения напряжения - всего 30 мВ. И новая конфигурация остается стабильной до тех пор, пока не будет переключена обратно посредством повторного приложения напряжения.

Стронция кобальтиты лишь один из примеров класса материалов, известных как оксиды переходных металлов, которые считаются перспективными для различных применений, включая электроды в топливных элементах, мембраны для разделения газов, которые позволяют кислороду проходить, и электронные устройства, такие как мемристоры – форма энергонезависимой сверхбыстрой и энергосберегающей памяти. Способность вызвать такое изменение фазы за счет использования только небольшого напряжения может открыть множество применений для этих материалов, говорят исследователи.

Предыдущая работа со стронция кобальтитами опиралась на изменения концентрации кислорода в окружающем газе, чтобы управлять, какую из двух форм материал будет принимать, но это по своей сути более медленный и трудный процесс, говорит Лу. «Таким образом, наша идея состояла в том, чтобы не изменять окружающий газ, а просто прикладывать напряжение».

«Напряжение изменяет эффективное давление кислорода, с которым соприкасается поверхность материала», - добавляет Йылдыз. Чтобы сделать это возможным, исследователи осадили очень тонкую пленку из материала (в фазе браунмиллерита) на подложку, для которой они использовали стабилизированный иттрием диоксид циркония.

На этой установке прикладываемое напряжение транспортирует атомы кислорода в материал. Применение противоположного напряжения производит обратный эффект. Для наблюдения и демонстрации, что материал действительно проходит через этот фазовый переход при приложении напряжения, команда использовала технику, называемую прямая дифракции рентгеновских лучей в Центре материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института.

Основной принцип переключения этого материала между двумя фазами путем изменения давления и температуры газа в окружающей среде был разработан в прошлом году учеными в Окриджской национальной лаборатории. «Хотя принцип и интересен, но это не является практическим средством для управления свойствами устройств при их использовании», - говорит Йылдыз. В представленной работе исследователи из MIT осуществили управление фазовых и электрических свойств этого класса материалов на практике, применяя электрический заряд.

В дополнение к устройствам памяти, материал, в конечном счете, может найти применение в топливных элементах и электродах для литий-ионных батарей, говорит Лу.

Переключаемый материал может привести к новым чипам памяти

Эта диаграмма показывает, как электрическое напряжение может быть использовано для изменения концентрации кислорода, и, следовательно, фазы и структуры стронция кобальтитов. Транспорт кислорода "в" и "из" превращает материал из формы браунмиллерита (слева) в форму перовскита (справа)

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT