在过去的十年里,科学家和工程师一直在努力利用一种难以捉摸的铁电材料,即氧化铪或二氧化铪,来开创下一代计算内存。包括罗切斯特大学的 Sobhit Singh 在内的一组研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表了一项研究,概述了使块状铁电和反铁电铪可用于各种应用的进展。
在特定的晶相中,二氧化铪表现出铁电特性,即通过施加外部电场可以在一个方向或另一个方向上改变电极化。这一特性可以在数据存储技术中得到利用。当用于计算时,铁电存储器具有非易失性的优点,这意味着即使断电它也能保留其值,这是与当今使用的大多数类型的存储器相比的几个优点之一。
“哈夫尼亚是一种非常令人兴奋的材料,因为它在计算机技术中的实际应用,特别是在数据存储方面,”机械工程系助理教授辛格说。“目前,为了存储数据,我们使用磁性形式的存储器,这些存储器速度较慢,需要大量能量才能运行,而且效率不高。铁电形式的存储器坚固耐用、速度超快、生产成本更低且能效更高”。
但是辛格在量子水平上进行了理论计算来预测材料特性,他说块状二氧化铪在基态下不是铁电体。直到最近,科学家们只能在将二氧化铪拉伸成纳米厚度的二维薄膜时才能使其达到亚稳态铁电态。