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科学家开发无疲劳铁电材料

本站发布时间:2024-06-11 10:00:29

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究人员与中国电子科技大学和复旦大学的研究小组合作,开发了一种基于滑动铁电的无疲劳铁电材料。这项研究发表在《科学》杂志上

铁电材料具有可切换的自发极化,可通过外部电场逆转,已广泛应用于非易失性存储器、传感和能量转换设备

由于铁电开关的继承离子运动,随着极化反转循环次数的增加,传统铁电材料不可避免地会发生铁电极化疲劳。这可能导致性能退化和器件故障,从而限制铁电材料的实际应用

为了解决这一疲劳问题,研究人员开发了一种基于滑动铁电的无疲劳铁电系统。采用化学气相传输方法制备了双层3R-MoS2双栅极器件

在具有从1ms到100ms的不同脉冲宽度的106个开关周期之后,铁电极化偶极子没有显示出损耗,表明该器件仍然保持其存储性能

与商用铁电器件相比,该器件在电场中表现出105s的优异总应力时间,证明了其优异的耐久性

通过一种新的机器学习电位模型,理论计算表明,滑动铁电体的无疲劳特性可归因于其不动的带电缺陷

这项工作为传统铁电体性能退化的问题提供了一种创新的解决方案

More information: Renji Bian et al, Developing fatigue-resistant ferroelectrics using interlayer sliding switching, Science (2024). DOI: 10.1126/science.ado1744. www.science.org/doi/10.1126/science.ado1744

Journal information: Science

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