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铁电新材料或可大幅减少手机芯片能耗

美国宾州大学材料研究所材料科学与工程教授Jon-Paul Maria等研究人员近日在《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)发表论文,称掺杂镁的氧化锌(magnesium-substituted zinc oxide)呈现铁电性,这一铁电新材料有望在低能耗条件下提高数字信息存储能力。

  铁电材料指在一定温度范围内具有自发极化, 且极化方向能被外加电场改变的材料。铁电材料可在无外加电源的情况下保持较稳定的极化状态,因此可提供低能耗的数据存储解决方案。Jon-Paul Maria教授表示,该团队发现的新材料可制作微型电容器并设定极化方向。新材料由掺杂镁的氧化锌薄膜制作,该薄膜通过溅射沉积法制备,即氩离子以高速冲击含有镁和锌的标靶,使镁、锌原子脱离标靶并以气相状态游移,直至发生氧化反应,最后在铂金涂层的氧化铝基质上沉积而形成薄膜。

  铁电新材料研发的下一步是将其制成厚度约为10纳米、长度约为20—30纳米的电容器。研究人员需要想办法控制材料的沉积,防止出现瑕疵。这将是铁电新材料用于手机芯片新技术的关键所在。


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