Международная команда ученых из Центра имени Гельмгольца в Берлине (HZB) и Свободного университета Берлина, совместно с коллегами из CEMES-CNRS в Тулузе, Университета Пикардии в Амьене и Института Йозефа Стефана в Любляне, разработала новый метод создания и контроля наноструктур. Это достижение открывает новые горизонты для создания сверхплотных систем хранения данных и энергоэффективных полевых транзисторов.
Учёные сосредоточились на создании наноостровков титаната бария (BaTiO3), форма которых напоминает трапеции и имеет размеры от 30 до 60 нанометров, размещённых на кремниевой подложке. Ключевой аспект их работы заключается в возможности управления процессом формирования этих структур за счёт точной регулировки первого этапа пассивации кремниевой пластины.
Внутри каждого созданного наноостровка поле поляризации сжимается боковыми стенками, образуя текстуру, подобную вихревому потоку жидкости, который стекает в узкое отверстие. Поле сворачивается к центру основания, создавая эффект спирали. Особенно интересен вихревой компонент вокруг оси наноостровка, который обеспечивает хиральность.
Исследователи установили, что созданные структуры имеют стабильные поляризационные домены, которые можно переключать в обратимом режиме с применением электрического поля. Для анализа доменных структур использовались различные методы, включая вертикальную и латеральную микроскопию пьезоэлектрического отклика (PFM), а также просвечивающую электронную микроскопию (STEM).
Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Communications. Ученые показали, что разработанные наноструктуры обладают уникальными свойствами, которые могут быть использованы для создания новых энергоэффективных устройств памяти и логических элементов. Важным моментом является совместимость этих структур с кремниевой технологией, что упрощает их интеграцию в современные электронные устройства.
Это открытие является значительным достижением в области наноэлектроники и может привести к возникновению нового типа устройств с повышенной производительностью и сниженным энергопотреблением. Ученые намерены продолжать исследование, оптимизируя процесс создания наноостровков и изучая их свойства для дальнейшего практического применения.
