University of Arkansas fysiker har upptäckt ett förenande ramverk i de dipolära mönstren av tvådimensionell ferroelektrik, ett fynd som skulle kunna bidra till utvecklingen av högdensitetsinformationskodningssystem i datorer och annan elektronik.

Ferroelektriska filmer är atomärt tunna material som lovar tät informationslagring på nanoskala. De kännetecknas av sina strukturella mönster:vissa är labyrinter (mosaik), medan andra är bubbelformade. Mönster dikteras vanligtvis av materialtyp och av filmkonfigurationen (substrat, elektrod, tjocklek, etc.).

Men forskare hittade en ram för mönstren, så att de bättre kan förstå sin evolutionära topologi. Deras studie finner att svaret på de förändrade mönstren i ferroelektriska filmer ligger i icke-jämviktsdynamik, med topologiska defekter som driver efterföljande evolution. Deras förutsägelser bekräftades experimentellt av medarbetare från University of New South Wales i Australien, som också kunde manipulera mönstren genom att ändra parametrar som temperatur och styrkan hos ett elektriskt fält.

"Inte bara omfattar dessa topologiska faser i lågdimensionell ferroelektrik framväxande fenomen som är fundamentalt intressanta i sig, men de framstår också som seriösa kandidater för nästa generations högdensitetseffektiv informationskodning, sa Yousra Nahas, forskarassistent i fysik och första författare till studien som publicerades i tidskriften Naturkommunikation . "Denna studie kan hjälpa forskare att förstå förutsättningarna för mönsterförändring och fysiken bakom det. Den är avgörande för att designa och skräddarsy framtida avancerade ferroelektriska materialbaserade elektroniska enheter."