Слoй oбычнoй пoвaрeннoй сoли (NaCl) тoлщинoй в   oдин-двa атома стал основой интересах электрического «нановыключателя»   — этот слой способен менять диэлектрическую поляризацию в   ответ получай   изменение внешнего электрического поля, и   «запоминать» ее   после того, как марго исчезает. Этот двумерный материал может оказаться перспективным для создания электрических цепей и   элементов памяти, пишут авторы исследования в   статье, опубликованной в   Nature Nanotechnology.

Материалы с   управляемой диэлектрической поляризаций являются одной из   альтернатив магнитным материалам при создании элементов компьютерной памяти. Обычно в   этом качестве используют сегнетоэлектрики   — аналоги ферромагнетиков, в   которых образуются области с   согласованной поляризацией. Так-таки, поскольку при включении сегнетоэлектрических материалов в   электрическую цепь из-за эффектов экранирования заряда поверхностные среда теряют свои свойства, создание из   них тонких пленок крайне затруднено. Поэтому, не без того сейчас разработано много двумерных проводящих и   полупроводниковых материалов, диэлектрических атомарно тонких пленок с   контролируемой проводимостью возьми   сегодняшний день предложено не   было.

Изображение исследуемой поверхности, полученное с через туннельной электронной микроскопии. Полосы соответствуют поверхности меди, не покрытой слоем нитрида. Красными и зелеными точками обозначено обстоятельства ионов хлора в разных слоях. J. Martinez-Castro et al./ Nature Nanotechnology,   2017

Хосе Мартинес-Кастро (Jose Martinez-Castro) из   университета Женевы и   его коллеги из   Британии и   Испании предложили способ создания атомарно тонкой пленки с   управляемой поляризацией нате   основе хлорида натрия. Для его получения поверхность медного электрода покрывали слоем нитрида меди (Cu2N), а   свыше наносили один или два слоя хлорида натрия. И   хлорид натрия, и   нитрид меди являются диэлектриками, при этом ржавчина нитрида меди может поляризоваться при наложении внешнего поля за   счет смещения электронной плотности. Хлорюр натрия является ионным кристаллом и   поляризоваться он   может только при смещении ионов релятивно своего равновесного положения.

Атомарная структура изучаемого материала: в случае одного (по левую сторону) или двух (снизу) слоев хлорида натрия. J. Martinez-Castro et al./ Nature Nanotechnology,   2017

В   таком материале обстоятельства снизу и   сверху от   слоев хлорида натрия сильно отличаются, и   это приводит к   нарушению кристаллической симметрии. Дисимметрия структуры приводит к   сдвигу позиции ионов относительно их   начального положения. Хлорюр-анионы при этом оказываются ближе к   поверхности, а   катионы натрия   — глубже погружены внутрь материала. Такое двигание зарядов приводит к   появлению собственной поляризации слоя хлорида натрия даже при отсутствии внешнего электрического   полина.

Оказалось, что кроме наличия собственной поляризации, для такой структуры характерна переимчивость к   изменениям внешнего электрического поля. При включении поля можно менять расположение ионов в   двумерной решетке, меняя таким образом поляризацию пленки. Интересно, что-что поляризация при изменении поля имеет ярко выраженный гистерезис и   имеет остаточную поляризацию, отличную через   начальной при выключении поля. Это свойство может оказаться крайне важным в   контексте возможного использования таких пленок пользу кого записи информации.

Аналогичные свойства проявляют и   другие ионные кристаллы, в   частности, в   работе было показано аналогичное обычай диэлектрических слоев бромида   калия.

Благодаря тому, что атомарные диэлектрические пленки хлорида натрия нанесены получи   поверхность электрода, то   изменять ее   поляризацию довольно просто. Управление   но поляризацией отдельных доменов в   трехмерных сегнетоэлектриках оказывается довольно сложной задачей. Обычно пользу кого этого используется контактный метод, а   в   качестве альтернативного способа ученые предложили использовать электронные пучки, ровно позволяет резко повысить плотность записи информации.

Автор: Александр Дубов