Nobelpristagaren Herbert Kroemer hävdade en gång berömt "gränssnittet är enheten." Observationerna från Sydney-forskarna kan därför väcka en ny debatt om huruvida gränssnitt – som är fysiska gränser som skiljer olika regioner i material – är en hållbar lösning på opålitligheten hos nästa generations enheter.

"Vår upptäckt har visat att gränssnitt faktiskt kan påskynda ferroelektrisk nedbrytning. Därför, bättre förståelse för dessa processer behövs för att uppnå bästa prestanda hos enheter, " sa Dr Chen.

Ferroelektriska material används i många enheter, inklusive minnen, kondensatorer, ställdon och sensorer. Dessa enheter används ofta i både konsument- och industriinstrument, som datorer, medicinsk ultraljudsutrustning och undervattensekolod.

Över tid, ferroelektriska material utsätts för upprepad mekanisk och elektrisk belastning, leder till en progressiv minskning av deras funktionalitet, i slutändan resulterar i misslyckande. Denna process kallas "ferroelektrisk trötthet."

Det är en huvudorsak till fel på en rad elektroniska enheter, med kasserad elektronik en ledande bidragsgivare till e-avfall. Globalt, tiotals miljoner ton misslyckade elektroniska enheter deponeras varje år.

Med hjälp av avancerad in-situ elektronmikroskopi, School of Aerospace, Forskare inom mekanisk och mekatronisk teknik kunde observera ferroelektrisk trötthet när den uppstod. Denna teknik använder ett avancerat mikroskop för att se, " i realtid, ner till nanoskala och atomär nivå.

Forskarna hoppas att denna nya observation, beskrivs i en tidning publicerad i Naturkommunikation , kommer att bidra till att bättre informera den framtida designen av ferroelektriska nanoenheter.

"Vår upptäckt är ett betydande vetenskapligt genombrott eftersom det visar en tydlig bild av hur den ferroelektriska nedbrytningsprocessen är närvarande på nanoskala, " sa medförfattaren professor Xiaozhou Liao, också från University of Sydney Nano Institute.

Dr Qianwei Huang, studiens ledande forskare, sa:"Även om det länge har varit känt att ferroelektrisk trötthet kan förkorta livslängden för elektroniska enheter, hur det uppstår har tidigare inte varit väl förstått, på grund av brist på lämplig teknik för att observera det."

Medförfattaren Dr. Zibin Chen sa:"Med detta, vi hoppas kunna informera konstruktionen av enheter med längre livslängd bättre."