塑晶——存储设备制造业的功臣!


材料牛注:一些材料的原子在外加电场的作用下会发生极化转变,从而材料的性能会发生变化,将这种性能变化在储存设备的制造中运用,为储存设备的发展打开了新的大门。

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某些材料在外加电场的作用下,其原子电极会发生相互转化,从而使得材料的阴阳极互换。“铁电体”材料的这种转变性能使得其被广泛应用。在储存设备中,铁电体电容器被用于储存二进制数据就是一个很好的例子。

日本北海道大学的研究人员发现了一种全新的铁电塑料晶体,与目前常用的铁电体相比,这种全新的晶体对塑性更好、成本更低和毒性更小的铁电体的发展有良好的促进作用。

当温度高于室温时,铁电体晶体就会转变为塑料,并且随着温度的升高,塑性越来越好。在较高温度下时,这种晶体的分子会呈现出各向异性,但是在外加电场的作用下,随着晶体的冷却,分子会在一个方向规则排列,从而恢复到铁电体状态。

这种方式能够控制极性,但是和前人在研究有机化合物铁电晶体一样遇到了的挑战。与无机晶体材料相比,这些材料的对称度更低,所以它们仅在一个方向极化,导致晶体整体极化强度低。

这种特殊晶体的优点就是在于加热时能转变为塑料。与晶体承受应力时发生断裂截然不同的是,晶体的可塑性使得铁电薄膜在设备应用中有极大的好处。例如,不易挥发的铁电体随机存取存储器设备,即使在电源关闭时,仍然保持记忆功能。

探索类似于奎宁环结构的晶体分子组成可能会发现更多的铁电晶体,研究人员在Nature Chemistry上发表的论文还提到,组成分子的离子化学修饰也可以改善铁电晶体的性能。

原文链接:Plastic crystals could improve fabrication of memory devices

文献链接:Directionally tunable and mechanically deformable ferroelectric crystals from rotating polar globular ionic molecules

本文由材料人编辑部刘万春提供素材,侯循编译,牛蕾审核,点我加入材料人编辑部

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