Den syntetiserade kristallen, visas här, bär både ferroelektricitet och kiralitet. Kredit:Rensselaer Polytechnic Institute
Om nya och lovande halvledarmaterial ska komma in i våra telefoner, datorer, och annan alltmer kapabel elektronik, forskare måste få större kontroll över hur dessa material fungerar.
I en artikel som publicerades idag i Vetenskapliga framsteg , Forskare från Rensselaer Polytechnic Institute beskrev i detalj hur de designade och syntetiserade ett unikt material med kontrollerbara möjligheter som gör det mycket lovande för framtida elektronik.
Forskarna syntetiserade materialet - en organisk-oorganisk hybridkristall gjord av kol, jod, och bly – och visade sedan att det kunde ha två materialegenskaper som tidigare inte setts i ett enda material. Den uppvisade spontan elektrisk polarisation som kan vändas när den utsätts för ett elektriskt fält, en egenskap som kallas ferroelektricitet. Den visade samtidigt en typ av asymmetri som kallas kiralitet – en egenskap som gör två distinkta objekt, som höger och vänster hand, spegelbilder av varandra men inte kan överlagras.
Enligt Jian Shi, en docent i materialvetenskap och teknik vid Rensselaer, denna unika kombination av ferroelektricitet och kiralitet är fördelaktig. I kombination med materialets konduktivitet, båda dessa egenskaper kan möjliggöra andra elektriska, magnetisk, eller optiska egenskaper.
"Det vi har gjort här är att utrusta ett ferroelektriskt material med extra funktionalitet, tillåta det att manipuleras på tidigare omöjliga sätt, " sa Shi.
Den experimentella upptäckten av detta material var inspirerad av teoretiska förutsägelser av Ravishankar Sundararaman, biträdande professor i materialvetenskap och teknik vid Rensselaer. Ett ferroelektriskt material med kiralitet, Sundararaman sa, kan manipuleras för att svara olika på vänster- och högerhänt ljus så att det producerar specifika elektriska och magnetiska egenskaper. Denna typ av interaktion mellan ljus och materia är särskilt lovande för framtida kommunikations- och datorteknik.