Слой в 1-2 атома поваренной соли, нанесенный на нитрид меди, оказался способен записывать информацию.
Международная группа ученых создала запоминающее устройство из поваренной соли и нитрида меди. Исследователи нанесли нанослой соли на соединение меди и натрия и научили его “запоминать” свое состояние посредством электрического поля. На такой основе можно создавать накопители информации, используя в качестве нулей одно из состояний солевой пленки, а в качестве единиц — другое. Соответствующая статья опубликована в Nature Nanotechnology.
Авторы работы покрыли медный провод слоем Cu2N, на который осадили одноатомный слой NaCl (обычной поваренной соли). Оба материала — диэлектрические — они не проводят электрический ток. Но их свойства отличаются: нитрид меди под действием внешнего электрического поля сразу поляризуется, а хлорид натрия — нет.
Обычный диэлектрик может находиться в поляризованном состоянии, когда в нем есть диполь — частицы с разными зарядами, расположенными вдоль одной оси. На основе такой диэлектрической поляризации ученые давно пытаются создать запоминающие устройства. В них под действием внешних электрических полей меняется состояние поляризации (ориентация диполей в диэлектрике). Однако материалы, в которых удается добиться такого эффекта, как правило — обычные, «объемные» диэлектрики. Более привлекательным выглядит создание пленочных диэлектриков, толщиной в один атом — такая схема намного компактнее «объемного» диэлектрика из многих слоев атомов.
Известно, что хлориду натрия (соли) для поляризации нужно физическое смещение ионов, а не электронов, как нитриду меди. Электроны намного подвижнее ионов, что и обеспечивает нитриду меди и хлориду натрия разную скорость поляризации.
Под действием изменения поляризации в Cu2N в соли постепенно происходит миграция части ионов хлора и натрия. При этом ее поляризация также меняется, хотя и не так выражено, как у нитрида меди. Благодаря этому соль можно использовать как средство записи информации, отмечают авторы работы. При этом ноль будет соответствовать исходной, а единица — модифицированной внешним электрическим полем поляризации.
Сверхтонкие пленки, толщиной в один атом отличаются от других видов электронных материалов крайней компактностью. В многослойных структурах их можно накопить в больших количествах, сохранив общий вес и объем устройства крайне небольшими. Поиск новых материалов для электроники вызван заметным замедлением роста производительности систем с одновременным достижением предела в их миниатюризации.
Читайте также
Ученые нашли причину из-за которой взрываются аккумуляторы смартфонов и планшетов
Исследователям удалось выявить дефект, рассмотрев химические процессы в батареях на уровне атомов