硒化铟(III)铁电开关:超低能量电子的潜力

在新颖的层状材料中发现了新的铁电性质硒化铟(β ' -In)2Se3.）增强了这种材料用于非易失性存储器和低功耗电子和光电子开关的候选资格。

莫纳什大学(Monash University)和新南威尔士大学(UNSW)的FLEET研究人员在澳大利亚-中国团队中证实了材料中的平面铁电性，β ' -相in2Se3.．

在2Se3.属于一类被称为范德华(vdW)材料的层状材料，它为光电子和电子器件提供了巨大的前景，例如超低能量电子和非易失性存储器。

VdW材料具有形成低电阻或小能垒的路径的潜力，沿着这些路径可以以最小的能量耗散切换不同的铁电态。

挑战在于能够“开关”无耗散通道，从而允许晶体管和计算固有的二进制控制(off = 0, on = 1)。

铁电性铁电性是一种有用的开关机制，允许自发的电极化，可以通过应用外部电场逆转。

在此之前，很少发现具有铁电性质的vdW材料。特别是，铁电性与材料中的原子层处于同一平面是非常罕见的。这是首次报道在范德华层状材料中观察到这种现象。(之前已经观察到与原子层垂直的铁电性。)这增加了该材料未来的应用可能性。

这项研究范德华的室温面内铁电性2Se3.发表于科学的进步2018年7月。

层状β相In2Se3的晶体结构

硒化铟(In2Se3.）是一种铟和硒的化合物，常被研究用于光伏器件。“β相”是指菱形结构;五种可能的晶体相之一

该材料被归类为范德华(vdW)材料，由二维原子“薄片”层组成，独立的层通过弱分子间作用力结合在一起。石墨烯是最著名的vdW材料，它能够轻松地“剥离”石墨烯的层，打破弱力，使其成为如此有效的润滑剂，并使你的铅笔工作!

这项新研究为该材料开辟了新的潜在应用领域，该材料此前已应用于相变随机存取存储器、高光响应光电探测器和热电器件。

新材料在FLEET的潜在应用和研究

vdW in中面内铁电性的发现2Se3.为In的电子和光学性质的非易失性开关提供了新的前景2Se3.或其他含in异质结构的vdW材料2Se3.．

这种vdW材料和异质结构在FLEET进行了深入研究，FLEET是澳大利亚研究理事会卓越中心使能技术A．

未来低能耗电子技术中心(FLEET)汇集了一百多位澳大利亚和国际专家，共同致力于开发新一代超低能耗电子产品。

这些工作背后的动力是日益增长的计算能源的挑战，计算消耗了全球5-8%的电力，并且每十年翻一番。

涉事舰队人员：Changxi郑(第一作者),詹姆斯•柯林斯，马克·埃德蒙兹，1月大啤酒杯，迈克尔的元首．

研究特色:
  • 第一种面内铁电vdW材料
  • 证明了' -In铁电畴的线性二色性2Se3.
  • 澄清了相' -In2Se3是铁电的，而不是先前认为的电荷密度波
  • 证明'相在室温下是稳定的
  • 开发了一种新型倾斜低能电子显微镜(LEEM)成像技术，以获得面内铁电的强畴对比度
  • 利用LEEM，首先在实空间和实时中对'↔相变进行成像，观察到高度各向异性的相变行为
  • 第一次扫描隧道显微镜图像的一维上层结构的'相，显示交替第四和第五周期

确认这项研究由中国重庆大学唐文新教授、在莫纳什大学工程学院工作的郑昌喜教授和莫纳什大学理学院的迈克尔·福雷尔教授领导。部分资金由澳大利亚研究委员会(ARC)发现早期职业研究员奖和发现项目计划提供。压力响应力显微镜测量(确认室温下空气中的铁电性)由新南威尔士大学舰队CI Jan Siedel和他的学生Dohyung Kim进行。

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埃罗尔·亨特莫纳什，新闻，新材料，新南威尔士大学