a, Dipolär konfiguration i marktillstånd (parallella ränder) i mellanskiktet av en 80 × 80 × 5 enhetscellsfilm av Pb(Zr0.4Ti0.6)O3 som erhålls genom att långsamt sänka temperaturen från 650 K till 10 K. b, Dipolär konfiguration av labyrinten eller labyrintmönstret som erhålls vid abrupt kylning av systemet från 650 K till 10 K. Grå (röda) dipoler är orienterade längs [001] ([001¯])([001¯]) pseudokubisk riktning . Kreditera: Natur (2020). DOI:10.1038/s41586-019-1845-4
I en färsk studie, University of Arkansas fysikforskare fann bevis på en omvänd övergång i ferroelektriska ultratunna filmer, vilket kan leda till framsteg i utvecklingen av datalagring, mikroelektronik och sensorer.
"Vi fann att en oordnad labyrintfas förvandlas till den mer ordnade parallell-randstrukturen när temperaturen höjs, sa Yousra Nahas, första författaren till studien med titeln "Inverse Transition of Labyrinthine Domain Patterns in Ferroelectric Thin Films, " publicerad i tidskriften Natur . Tidigare och nuvarande U of A fysikforskare Sergei Prokhorenko, Bin Xu, Sergey Prosandeev, och framstående professor Laurent Bellaiche, tillsammans med kollegor i Frankrike, bidragit också till studien.
Föreslog för ett århundrade sedan, dessa typer av övergångar tycks motsäga den grundläggande lagen att oordning ökar med temperaturen. De har hittats i andra system som supraledare, proteiner, flytande kristaller och metalllegeringar. Men de hade inte hittats i ferroelektriska material, som är av intresse för forskare eftersom de har spontan elektrisk polarisering som kan vändas genom applicering av ett elektriskt fält.
University of Arkansas forskare kunde modellera övergångarna med hjälp av Arkansas High Performance Computing Center, som delvis finansieras av Arkansas Economic Development Commission. Forskare i Frankrike visade modellens förutsägelser genom laboratorieexperiment.
"Dessa resultat kan användas för att ta ett steg bortom nuvarande teknologier genom att möjliggöra fundamentalt nya designprinciper och topologiskt förbättrade funktioner inom ferroelektriska filmer, sa Nahas.