Феррит висмута может стать основой будущей электроники нового типа

Картинки по запросу Bismuth FerriteСовременные электронные и электрические устройства содержат токопроводящие материалы, по которым электроны подаются туда, где они необходимы. Эти проводники должны быть зафиксированы и изолированы от других частей устройств для того, чтобы электрический ток тек по ним только в правильном направлении. Однако, в скором времени на свет могут появиться электронные устройства совершенно нового типа, в которых, за счет использования некоторых уникальных свойств материалов, таких, как феррит висмута, будет течь необычный тип электрического тока, что, в свою очередь, позволит передавать электрические сигналы более быстро и эффективно через меньшие и более плотно упакованные электронные схемы.

Электронная схема

Используя суперкомпьютер, расположенный в вычислительном центре High Performance Computing Center университета Арканзаса, исследователи произвели расчеты математической модели феррита висмута, прозрачного синтетического материала, относящегося к классу мультиферроиков (multiferroic). Это означает, что в структуре этого материала имеются отдельные области, в которых молекулы имеют упорядоченный образ их электрической поляризации. Границы между такими областями называют стенами и их, эти стены, можно рассматривать как двухмерные объекты из-за малой толщины, которая исчисляется десятыми долями нанометра.

В моделируемом материале исследователи создали электрический ток, называемый током смещения, путем приложения к материалу высокочастотного электрического поля. В отличие от традиционного электрического тока, который представляет собой движение потока электронов, ток смещения является следствием вибрации ионов, которая возникает под воздействием электрического поля.

Картинки по запросу Bismuth Ferrite Could Lead To New Types Of Electrical Devices

Ток смещения является переменным электрическим током и он беспрепятственно проходит через стены областей в феррите висмута. А по величине токи смещения сопоставимы с постоянными электрическими токами, используемыми в обычных электронных устройствах.

При помощи изменения конфигурации прикладываемых к материалу электрических полей, исследователи могут создавать ограниченные стенами области в феррите висмута, находящиеся в строго заданном месте. Цепочки таких областей могут формировать проводники и электронные компоненты, по которым беспрепятственно могут циркулировать токи смещения. И, естественно, что кристаллы или пленки феррита висмута могут стать основой нового типа электронных устройств, позволяющих динамически менять их электронную схему и функциональные возможности.

Компактная природа и используемые физические эффекты позволят новым электронным устройства стать очень маленькими и очень быстрыми. “Материалы, такие, как феррит висмута, открывают дорогу для разработки наноразмерных, эффективных и быстрых электронных схем, которые могут стать основой электронных устройств следующих поколений” – пишут исследователи.

Картинки по запросу Bismuth Ferrite Electrical Devices

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!