Mičigano universiteto (JAV) inžinerijos specialistai sugalvojo būdą, kaip pagerinti feroelektrinių medžiagų veikimą.
Šios medžiagos domina mokslininkus, nes tikimasi, jog jos leis pagamintis atminties įrenginius, savo talpa pranokstančius standžiuosius magnetinius diskus, o sparta ir ilgaamžiškumu – „flash“ atmintines.
Feroelektrinėje atmintinėje molekulės elektrinio poliarizuotumo kryptis atitinka 0 arba 1 bito reikšmę. Dėl elektrinio lauko poveikio poliarizuotumo kryptis pakeičiama – taip vyksta informacijos įrašymo procesas.
Mičigano universiteto profesorius Ksiakvingas Panas (Xiaoqing Pan) kartu su kolegomis iš Kornelio, Pensilvanijos valstybinio ir Viskonsino universitetų (JAV) sukūrė medžiagų sistemą, spontaniškai suformuojančią nanodydžio elektrinio poliarizuotumo spirales, išsidėsčiusias valdomais atstumais. Tyrėjai įsitikinę, jog šie dariniai gali sudaryti natūralias poliarizuotumo krypties apkeitimo vietas, todėl kiekvienam bitui apdoroti reikėtų mažiau energijos.
„Tam, kad pakeistumėte feroelektrinės atmintinės būseną, turite patiekti pakankamo stiprio elektrinį lauką, jog šis sukurtų mažą poliarizuotumo krypties apkeitimo zoną, – dėsto profesorius. – Mūsų sistemoje toks procesas nėra būtinas, nes krypties apkeitimo zonos jau yra jos viduje, medžiagų sandūrose“.
Tam, kad sukonstruotų savo medžiagų sistemą, tyrėjai feroelektrinės medžiagos sluoksnį patalpino ant izoliatoriaus, kurio kristalinė gardelė neblogai sutapo su feroelektriko gardele. Dėl poliarizuotumo feroelektriko paviršiuje susidaro stiprūs elektriniai laukai, lemiantys spontanišką poliarizuotumo krypties apkeitimo zonų susidarymą. Tokios zonos vadinamos sūkurinėmis nanosritimis.
Tyrėjai taip pat išnagrinėjo medžiagos poliarizuotumo erdvinį išsidėstymą atominiu masteliu. Tam jie panaudojo vaizdus, gautus Lorenco Berklio nacionalinės laboratorijos elektroniniu peršvietimo mikroskopu. Tai nebuvo lengva užduotis, be to, mokslininkams teko patiems sukurti vaizdų apdorojimo programinę įrangą.
„Tokios rūšies atvaizdavimas iki šiol nebuvo atliktas, – prideda K. Panas. – Naudodami šį metodą, mes aptikome neįprastas sūkurines nanosritis, kuriose elektrinis poliarizuotumas pamažu apsisuka aplinkui“.
