名古屋大學(xué)的研究人員在3.1納米處合成了有史以來(lái)最薄的BaTiO8納米片，克服了“尺寸效應(yīng)”問(wèn)題并保持了鐵電特性。這一突破使設(shè)備的小型化成為可能，并可能帶來(lái)新的特性和應(yīng)用。
日本名古屋大學(xué)未來(lái)材料與系統(tǒng)研究所的研究人員成功合成了厚度為3.1納米的鈦酸鋇(BaTiO8)納米片，這是有史以來(lái)為獨(dú)立薄膜創(chuàng)造的最薄厚度。鑒于厚度與功能有關(guān)，他們的發(fā)現(xiàn)為更小，更高效的設(shè)備打開(kāi)了大門。該研究發(fā)表在《先進(jìn)電子材料》雜志上。
開(kāi)發(fā)具有新電子功能的更薄材料是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的研究領(lǐng)域。這種器件在鐵電體中尤其重要，鐵電體是極化可以通過(guò)電場(chǎng)逆轉(zhuǎn)的材料。這種反極化能力使這些材料可用于記憶和振動(dòng)發(fā)電。
然而，隨著這些設(shè)備中使用的材料變得越來(lái)越小，它們表現(xiàn)出意想不到的特性，使其工業(yè)用途復(fù)雜化。一個(gè)大問(wèn)題是“尺寸效應(yīng)”，因?yàn)楫?dāng)材料的厚度減少到幾納米時(shí)，其鐵電性能就會(huì)消失。
現(xiàn)在，名古屋大學(xué)材料化學(xué)系和材料與系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究所(IMASS)的團(tuán)隊(duì)，由小佐田稔教授(他/他)領(lǐng)導(dǎo)，使用水溶液工藝成功合成了厚度為3.1nm的具有鐵電性能的無(wú)缺陷BaTiO8納米片。結(jié)果是有史以來(lái)最薄的獨(dú)立式薄膜。雖然很薄，但該薄膜表現(xiàn)出鐵電性能，代表了制造薄的鐵電活性薄膜的重要突破。
“然而，對(duì)于BaTiO3，一種典型的鐵電材料，很難通過(guò)傳統(tǒng)的合成方法合成納米片。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種新的合成方法，“Osada說(shuō)。“通常，BaTiO3的合成需要煅燒過(guò)程，需要1000°C或更高的溫度。相比之下，我們使用我們的工藝在3°C的低溫下合成了BaTiO60納米片。由于可以使用該方法通過(guò)改變反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制薄膜的厚度，因此實(shí)現(xiàn)了具有兩到六個(gè)晶格的納米片的合成。
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