隨著電子設備變得越來越小，為它們供電的技術也需要變得越來越小，越來越薄。科學家在開發該技術時面臨的主要挑戰之一是尋找可以在超薄尺寸下表現良好的材料。現在，伯克利大學的研究人員認為他們可能已經找到答案。
在電氣工程和計算機科學教授Sayeef Salahuddin和研究生Suraj Cheema的帶領下，一組研究人員設法在矽上生長了一種超薄材料，該材料具有獨特的電特性，稱為鐵電性。兩人的研究成果發表在4月22日的《Nature》上。
鐵電性是指一類材料，它不僅可以實現自發極化，而且在暴露於外部電場時也可以反轉其方向，這對於電子學來說是很有用的。
該團隊的突破證明了鐵電效應對厚度僅為1納米的材料的影響，該材料僅相當於兩個原子構造塊的大小。結果，該材料可以以較低的能量有效地驅動最小的設備。
Salahuddin說：「我們製造的計算設備越來越小。由於受空間限制，很多應用中都不能使用較厚的材料，現在有了我們的鐵電材料，就可以不必擔心空間問題了。」
研究人員已經成功地實現了很多超薄材料的穩定的鐵電性，但在3納米以下，常規鐵電材料中的鐵電性會降低。
現在，伯克利團隊將摻雜了一納米厚的氧化鉿生長在矽上。Salahuddin說，這種超薄材料不僅表現出了鐵電性，而且效果實際上比幾納米厚的材料更強，這在鐵電領域是一個 "根本性的突破"。
這一發現可能會導致更先進的電池和傳感器的誕生。但這項工作對計算機中的存儲器和邏輯晶片有特殊的前景。
在僅1納米厚的薄膜中發現鐵電材料，意味著這些存儲電池可以被縮小到低於之前認為可能的尺寸。"我們可以生長出可以用於製造計算機晶片的鐵電材料。"Salahuddin說。
論文標題《Enhanced ferroelectricity in ultrathin films grown directly on silicon》。