นักวิจัยได้ทำไดโอดผนังโดเมนเฟอร์โรอิเล็กทริกจากโครงสร้างที่แกะสลักบนพื้นผิวของผลึกเดี่ยวที่เป็นฉนวน อุปกรณ์ใหม่ซึ่งทำจากวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในออปโตอิเล็กทรอนิกส์ สามารถลบ วางตำแหน่ง และขึ้นรูปโดยใช้สนามไฟฟ้า และอาจกลายเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในวงจรรวมขนาดใหญ่ ผนังโดเมนมีขอบเขตแคบ (ประมาณ 10-100 นาโนเมตร)
ระหว่างบริเวณของวัสดุที่โมเมนต์ไดโพลชี้ “ขึ้น”
และบริเวณข้างเคียงที่ชี้ “ลง” ที่ขอบเขตเหล่านี้ โมเมนต์ไดโพลจะค่อยๆ เปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้ามแทนที่จะพลิกกลับอย่างกะทันหันเทคโนโลยีที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างเหล่านี้ในเฟอร์โรแมกเนต์ได้เข้ามาเกี่ยวข้องอย่างมากในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ต่างๆ ได้ เช่น หน่วยความจำในสนามแข่งและวงจรที่ทำงานโดยใช้ตรรกะของโดเมน-วอลล์นักวิจัยบางคนหันความสนใจไปที่ ความก้าวหน้าเหล่านี้ ผนังโดเมนที่คล้ายคลึงกันในเฟอร์โรอิเล็กทริก – นั่นคือวัสดุที่มีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าถาวรในลักษณะเดียวกับคู่ของเฟอร์โรแมกเนติกของพวกมันมีโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กถาวร วัสดุที่เป็นเฟอร์โรอิเล็กทริกถือเป็นสิ่งพิเศษสำหรับการใช้งาน เนื่องจากโมเมนต์ไดโพลของพวกมันสามารถกำหนดทิศทางได้โดยใช้สนามไฟฟ้า ซึ่งสร้างได้ง่ายกว่าสนามแม่เหล็กที่ใช้ในการจัดการกับเฟอร์โรแม่เหล็ก
กลุ่มตัวนำสองมิติใหม่ผนังโดเมนเฟอโรอิเล็กทริกมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์หลายประการ เมื่อทำเป็นอุปกรณ์เฟอร์โรอิเล็กทริก เช่น ไดโอดผนังโดเมนทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงขั้วของพวกมัน จะจัดแนวในทิศทางเดียวกันเมื่อใช้สนามไฟฟ้า ดังนั้น กำแพงโดเมนเฟอโรอิเล็กทริกจึงสามารถสร้าง ลบออก จัดตำแหน่งและขึ้นรูปได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าบวกหรือลบ
นักวิจัยในSchool of Microelectronics
ที่ Fudan Universityประเทศจีน ได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการสร้างไดโอดดังกล่าวโดยใช้เซลล์ที่มีลักษณะคล้ายเฟอร์โรอิเล็กทริกเมซ่าซึ่งก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวของผลึกฉนวนของลิเธียมไนโอเบต (LiNbO 3 ) วัสดุนี้มักใช้ในอุปกรณ์ออปติคัลและออปโตอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก รวมถึงท่อนำคลื่นแสงและเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก
นำโดยJun Jiang และAn-Quan Jiangนักวิจัยใช้การพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอนและกระบวนการแกะสลักแบบแห้งเพื่อสร้างเซลล์ที่มีความสูง 60 นาโนเมตร กว้าง 300 นาโนเมตร และยาว 200 นาโนเมตรบนพื้นผิวของLiNbO 3 จากนั้นพวกเขาเชื่อมต่ออิเล็กโทรดด้านซ้ายและขวาสองอันที่ทำจากแพลตตินัม (Pt) กับด้านตรงข้ามของเซลล์สำหรับการวัดในภายหลัง
เมื่อพวกเขาใช้สนามไฟฟ้ากับวัสดุผ่านอิเล็กโทรด พวกเขาสังเกตเห็นว่าโดเมนภายในส่วนหนึ่งของเซลล์กลับด้านเพื่อให้ชี้ไปที่โดเมนที่อยู่ด้านล่างของเซลล์ (ซึ่งยังคงไม่เปลี่ยน) สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของกำแพงโดเมนนำ
อินเทอร์เฟซ “ฟิลด์สำนักพิมพ์”ทีมงานควบคุมกระแสของผนังโดเมนตัวนำ (ซึ่งสามารถสูงถึง 6 μ A ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ 4V) โดยใช้ผนังโดเมนแบบอินเทอร์เฟเชียลและไม่เสถียร (ระเหย) ซึ่งเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรด Pt สองด้าน นักวิจัยอธิบายว่าผนังโดเมนส่วนต่อประสานเหล่านี้จะหายไป ปิดเส้นทางกระแสของผนังหลังจากที่สนามไฟฟ้าที่ใช้ถูกลบออกหรืออยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเชิงลบ
Ferroelectric nematic ปรากฏในผลึกเหลว
“เรากำหนดพฤติกรรมการแก้ไขให้กับโดเมนที่ระเหยได้ภายในเลเยอร์ส่วนต่อประสาน” สมาชิกในทีมChao Wangกล่าวกับPhysics World “ในขณะที่เราลบแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หรือลดให้ต่ำกว่าแรงดันเริ่มต้นของอุปกรณ์ ( เปิดV ) โดเมนอินเทอร์เฟซจะเปลี่ยนกลับเป็นทิศทางก่อนหน้าเนื่องจากมี ‘สนามประทับ’ ของอินเทอร์เฟซ ฟิลด์นี้ไม่มีอยู่ในโดเมนด้านล่าง ซึ่งอย่างที่เราจำได้ มันไม่ผันผวน”
รายงานการทำงานในChinese Physics Lettersทีมงานของ Fudan University กล่าวว่าขณะนี้จะมุ่งเน้นไปที่การปรับคุณสมบัติของอุปกรณ์ให้เหมาะสม ได้แก่V onอัตราส่วนการเปิด/ปิดและความเสถียร
Masers เป็นเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นไมโครเวฟเทียบเท่ากับเลเซอร์ และความเสถียรของความถี่สูงช่วยให้พวกมันสร้างคุณูปการอันล้ำค่าให้กับนาฬิกาอะตอม กล้องโทรทรรศน์วิทยุ และพื้นที่อื่นๆ อีกหลายด้านของฟิสิกส์ ใน maser แบบดั้งเดิม – เช่นเดียวกับในเลเซอร์แบบดั้งเดิม – การกระทำของ masing เกิดขึ้นระหว่างสองระดับพลังงานในตัวกลางที่ได้รับอะตอมหรือโมเลกุลที่ จำกัด อยู่ในโพรง เมื่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากระเด้งไปมาในโพรง โฟตอนที่มีความถี่สะท้อนกับความแตกต่างของพลังงานระหว่างสองระดับจะถูกปล่อยออกมาและดูดซับซ้ำโดยอะตอม ในที่สุด จะบรรลุ “การผกผันของประชากร” ที่มีอะตอมมากขึ้นในระดับบน และการปล่อยที่ถูกกระตุ้นจากอะตอมเหล่านี้จะทำให้เกิดลำแสงไมโครเวฟแบบเอกรงค์สูง
แถบข้างโฟลเก้ด้วย maser ใหม่ของพวกเขาXinhua Pengและเพื่อนร่วมงานที่ University of Science and Technology of China ใน Hefei ร่วมกับDmitry Budkerจาก Johannes Gutenberg University of Mainz ในประเทศเยอรมนีได้ใช้แนวทางที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น พวกเขาแทนที่ตัวกลางเกนแบบสถิตปกติด้วยก๊าซของอะตอมซีนอน-129 ในเซลล์ไอ เมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็ก อะตอมที่มีสปินนิวเคลียร์ที่จัดเรียงแนวต้านขนานกับสนามจะมีพลังงานสูงกว่าอะตอมที่มีสปินนิวเคลียร์แบบขนานเล็กน้อย และสามารถผสมระหว่างระดับพลังงานทั้งสองได้ การรบกวนเป็นระยะที่ใช้กับฟิลด์นี้ทำให้เกิดการรบกวนเป็นระยะในการเปลี่ยนแปลงพลังงาน สิ่งนี้แสดงให้เห็นเป็นชุดของแถบข้าง Floquet ที่เรียกว่าด้านใดด้านหนึ่งของความถี่ masing ส่วนกลาง
“ถ้าเราเห็นแถบข้าง เราจะเห็นได้จากความถี่ของแถบข้าง ความถี่ของสนามแม่เหล็ก และจากแอมพลิจูดของแถบข้าง แอมพลิจูดของสนามแม่เหล็ก” หมิน เจียง ผู้เขียนคนแรกในบทความอธิบายความก้าวหน้าทางวิทยาศาต ร์บรรยายผลงาน
Credit : lameworldofkopa.net macguinnesswinemerchants.com malusimperium.org
