新南威尔士大学上周五发表的一项研究向一种基于纳米尺度的新型电子产品迈出了令人兴奋的一步，这种“消失”传导路径可以实现极其密集的存储。
它是基于域壁，这是在铁电材料中分离均匀极化区域的原子尖锐拓扑缺陷。
畴壁是导电的，而畴壁的周围(即材料的主体)是绝缘的。
畴壁导电性这一相对较新的发现催生了一项新技术:“畴壁纳米电子学”，在这种技术中，畴壁(而不是材料的大部分)存储二进制数据。
这是一个范式的转变，取决于可以通过控制电压精确地重新配置畴壁的纳米工程。
由于畴壁非常小(只有1纳米宽，或百万分之一毫米)，拓扑效应会引起结构变化，从而极大地改变材料的性能。本质上，你可以把墙想象成与周围材料完全不同的材料。
畴壁中的电偶极子可以受到外部电场(即施加电压)的影响并重新定向，因此可以在材料中创建、擦除或重新定位畴壁。研究人员纳吉·瓦拉诺尔说:“这一点是新技术的关键。”“这意味着通过操纵精确控制的电压，我们可以创建、擦除或移动存储数据的导电通道。”
它被称为“敏捷”电路。
畴壁纳米电子技术的规模可能是传统硅(CMOS)技术的一小部分。畴壁直径为1纳米的CMOS结构通常为10纳米。
最常见的研究形式，磁域墙，取决于方向自旋(固有角动量)在畴壁内。磁畴壁在过去十年中一直被研究用于存储器和逻辑应用。
相反,铁电域壁取决于的方向电偶极子在墙里面。这一领域的研究是最近才开始的，但基于比磁壁小10到100倍的电子产品的潜力，人们看到了巨大的关注。
使用定制的纳米制造电极和扫描探针技术，新南威尔士大学的研究人员展示了一种新的铁电畴壁存储器，它可以缩小到小于100纳米——对于这样一种早期的颠覆性技术，令人兴奋地接近CMOS尺度。
新南威尔士大学的研究人员Jan Seidel说:“我们的新方法取决于一种稳定纳米级畴壁的方法，通过使用适合我们所使用的特定材料性质的正确电极几何形状。”只有通过了解复杂材料的特定性能和在该领域工作10多年积累的大量经验，才能实现这一目标。“我们的成功来自于高质量的材料合成，多年的团队工作经验，新南威尔士大学高度有益的工作环境和一个好主意，”Jan说。
来自原型设备的信息可以在中等电压下“读取”，具有出色的耐用性和保留特性，并具有多级数据存储能力。
这项工作是迈向集成纳米铁电畴壁存储器器件的重要一步。
迄今为止，铁磁畴壁的大部分工作都是基础研究，但商业化的建议正在探索中。Jan Seidel说:“我认为我们目前正在为我们的想法和概念的潜在工业应用奠定一些基础。”
接下来的步骤是展示内存概念到实际设备规模的可伸缩性;为了探索其他类似的材料，以提高记忆性能，最好能更深入地了解这种畴壁的内部结构。
这项研究于上周发表在科学的进步这是美国科学促进会(American Association for Advancement of Science)出版的开放获取期刊。
主要作者Pankaj Sharma和特约作者Dan Sando，1月大啤酒杯而且纳贾Valanoor是新南威尔士大学舰队的研究人员。纳米电子学、材料界面和拓扑结构是FLEET的关键任务开发新型超低能耗电子产品．
资金支持由澳大利亚研究委员会通过发现资助提供。