محققان آمریکایی موفق شدند با اعمال میدان الکتریکی به مواد فروالکتریکی عایق، در آنها هدایت الکتریکی ایجاد کنند. این موضوع ۴۰ سال قبل پیش‌بینی شده بود اما تا پیش از این به اثبات نرسیده بود.
اثبات هدایت الکتریکی در مواد فروالکتریک
محققان آمریکایی موفق شدند با اعمال میدان الکتریکی به مواد فروالکتریکی
عایق، در آنها هدایت الکتریکی ایجاد کنند. این موضوع ۴۰ سال قبل پیش‌بینی
شده بود اما تا پیش از این به اثبات نرسیده بود.
مواد فروالکتریک که با اعمال میدان الکتریکی دچار تغییر پلاریزاسیون
می‌شوند، مدت‌هاست که در ادوات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یافته‌های اخیر پیرامون خواص الکترونیکی مواد فروالکتریک موجب شده تا
مسیرهای تازه‌ای برای به‌کارگیری از این مواد در نانوالکترونیک و ذخیره
سازی اطلاعات گشوده شود.
درمقاله‌ای که اخیرا محققان آزمایشگاه ملی آوک ریج در نشریه Nano Letters
به چاپ رساندند نشان دادند که فیلم فروالکتریک که به‌صورت عایق است،
می‌تواند هدایت الکتریکی فلزی داشته باشد. این پدیده که انتقال عایق-فلزی
نام دارد در حدود ۴۰ سال قبل توسط نظریه پردازان پیش بینی شده بود اما تا
پیش از این به‌صورت عملی ثابت نشده بود.
تصاویر نوری میدان تاریک از قطره‌های چاپ شده با جت جوهر روی بسترهای a) تمیز شده
با پلاسما، b) بدون اصلاح، و c) اصلاح شده با HMDS، مقیاس: ۲۰ میکرومتر. d) تصویر
SEM از الگوی چاپ شده.
ماکسیمویچ از مرکز علوم مواد نانوفاز در آزمایشگاه ملی آوک ریج می‌گوید در این
یافته اخیر یک کانال هدایت جدید کشف شده است که از میان ماتریکس عایق فروالکتریک
مسیر خود را باز کرده است. با چنین امکانی، می‌توان فرآیند نوشتن و پاک کردن را در
مقیاس نانومتری انجام داد.
بنابراین می‌توان از میدان الکتریکی به‌عنوان یک پارامتر متغییر استفاده کرد تا
مقدار هدایت الکتریکی را در مواد فروالکتریک تنظیم کرد و همچنین نوع حاملین بار را
نیز مشخص کرد. تعیین حاملین بار در نیمه‌هادی‌ها مستلزم تغییر ترکیب ماده است.
ماکسیمویچ می‌گوید نه تنها ما می‌توانیم هدایت فلزی را در این مواد بوجود آوریم،
بلکه مقدار بایاس را نیز می‌توان حفظ کرد. ماکسیمویچ می‌افزاید هر قدر نانودامنه‌ها
کوچکتر باشند هدایت بهتری خواهند داشت. تمام تغییرات در یک بخش مشخص از ماده اتفاق
می‌افتد و ما قادریم از یک عایق به یک ماده رسانای بهتر برسیم. این موضوع از نظر
کاربردی بسیار جالب است و سوالات بنیادین جالبی را درباره مکانیسم دقیق هدایت
الکتریکی مطرح می‌کند.
هرچند که محققان در این پروژه روی یک فیلم فروالکتریک موسوم به تایتانات زیرکونیم
متمرکز شدند اما آنها انتظار دارند که یافته‌های‌شان درباره آرایه‌های مختلفی از
مواد فروالکتریک صدق کند.
سرگی کالینی از نویسندگان دیگر مقاله، می‌گوید ما پیش‌بینی می‌کنیم که نتایج کارمان
درباره مواد مولتی‌فروس، فازهای ترکیبی و مواد آنتی فروالکتریک نیز صادق باشد.
همچنین این کار می‌تواند یک گروه جدید از خواص الکترونیکی را آشکار سازد. نمونه
مورد استفاده در این تحقیق توسط دانشگاه کالیفرنیا تهیه شده بود. کاری که در
دانشگاه کالیفرنیا انجام شده توسط مرکز DOE مورد حمایت مالی قرار گرفته است.
