خواص جدید مواد فروالکتریک که اخیرا توسط آزمایشگاه ملی اوک‌ریج کشف شده است، می‌تواند پژوهشگران را یک گام به تحقق ساخت حافظه الکترونیکی جدید نزدیکتر کند. آنها دریافته‌اند که یک نقص ساختاری در دیواره دامنه این مواد، منشاء رسانایی دینامیکی در آنها است.
کشف تازه‌ای پیرامون مکانیسم هدایت الکتریکی مواد فروالکتریک
خواص جدید مواد فروالکتریک که اخیرا توسط آزمایشگاه ملی اوک‌ریج کشف شده است، می‌تواند پژوهشگران را یک گام به تحقق ساخت حافظه الکترونیکی جدید نزدیکتر کند. آنها دریافته‌اند که یک نقص ساختاری در دیواره دامنه این مواد منشاء رسانایی دینامیکی در آنها است.
نتایج تحقیق اخیری که اخیر توسط پیتر ماکسیمویچ در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است نشان می‌دهد که تصور قبلی پژوهشگران درباره دیواره‌های دامنه در مواد فروالکتریک غلط بوده و این دیواره‌ها به‌جای ماده رسانای ساکن، ماده رسانای دینامیک هستند.
دیواره‌های دامنه، منطقه‌ای جداکننده در مواد فروالکتریک بوده که پهنای آن چند اتم بوده و بین حالت‌های پلاریزاسیون مخالف در این مواد وجود دارند. این دیواره به‌عنوان لایه رسانای الکتریکی شناخته شده اما منشاء هدایت در آنها مشخص نیست.
پیتر ماکسیمویچ می‌گوید اندازه‌گیری‌های ما نشان می‌دهد که یک انحراف ساختاری یا پیچ خوردگی بسیار ریز و برگشت‌پذیر در دیواره دامنه منشاء رسانایی دینامیک در این مواد است. دیواره دامنه در حالت تعادل، مانند سیم مسی صلب، رسانای واقعی نیست. زمانی که با اعمال میدان الکتریکی دچار کج‌شدگی می‌شود، هدایت الکتریکی آن افزایش می‌یابد. مواد فروالکتریک، دسته‌ای از مواد هستند که در مقابل اعمال میدان الکتریکی، با تغییر پلاریزاسیون به‌صورت میکروسکوپی، پاسخ می‌دهند. از این مواد در سیستم‌های تصویربرداری پزشکی، انژکتورهای سوخت، سونار و انواع مختلف حسگرها استفاده می‌شود.
اکنون محققان درصدد هستند تا با بهره‌گیری از خواص مواد فروالکتریک، از آنها در صنعت نانوالکترونیک و حافظه‌ها استفاده کنند. درک بهتر جزئیات هدایت الکتریکی در دیواره دامنه یک گام بزرگ در مسیر استفاده از این مواد در نسل جدید محصولات است.
پیتر ماکسیمویچ می‌گوید این مطالعات برای اولین بار نشان داد که حرکت این عیوب ساختار – دیواره دامنه- منبع اصلی برای ذخیره‌سازی اطلاعات است. طبیعت تنظیم پذیر دیواره دامنه به‌دلیل پاسخ تاخیری آن به تغییرات رسانایی است، به‌شکلی که حذف میدان الکتریکی موجب کاهش سریع هدایت نمی‌شود. در حقیقت، دیواره دامنه مقدار هدایت الکتریکی پیشین خود را به یاد دارد و آن را تا یک مدت حفظ می‌کند و پس از این دوره زمانی به حالت پایه خود برمی‌گردد، به این پدیده، مقاومت حافظه گویند. این نوع رفتارها شباهتی با الکترونیک رایج ندارد که در آن ترانزیستورهای سیلیکونی به مانند سوئیچ با اعمال و قطع میدان الکتریکی، خاموش و روشن می‌شوند.
کشف این پدیده در سیستم نانومقیاس می‌تواند به ایجاد یک جایگزین برای سیلیکون در صنعت الکترونیک کمک کند.
