Оксид гафния сохраняет антиферроэлектрическое состояние даже в сверхтонкой пленке толщиной около 0,6 нанометра. К такому выводу пришли физики Университета Небраски — Линкольна, исследовавшие электрические свойства и атомное строение материала.
Результаты работы опубликованы в журнале Science, а 25 сентября о них сообщил Университет Небраски — Линкольна. Оксид гафния уже используется в электронной технике, поэтому обнаруженное свойство может иметь значение для разработки новых компонентов.
Антиферроэлектриками называют материалы, в которых поляризация соседних участков ориентирована в противоположных направлениях. При подаче электрического напряжения эта конфигурация изменяется, благодаря чему материал способен накапливать и отдавать энергию. Ранее оставалось неясным, обусловлено ли такое поведение самого оксида гафния особенностями его структуры либо появляется из-за дефектов и перемещения зарядов.
Чтобы проверить это, ученые сформировали тонкую кристаллическую пленку и одновременно изучили ее электрические характеристики и расположение атомов. Наблюдения показали, что антиферроэлектрическое состояние не исчезает при уменьшении толщины примерно до 0,6 нанометра.
Авторы исследования связывают полученные данные с возможностью применения оксида гафния в устройствах памяти, конденсаторах и системах охлаждения. При этом речь идет о характеристиках материала, а не о созданном на его основе готовом устройстве.