Исследовательская группа обнаружила атомную конфигурацию параэлектрических материалов толщиной в два атомных слоя

Группа исследователей, включающая ученых с физического факультета Университета А, обнаружила атомную конфигурацию параэлектрических материалов толщиной в два атома.

«Сегнетоэлектрические материалы окружают нас повсюду, чаще всего в конденсаторах наших мобильных телефонов, телевизоров и любых других электронных устройств», — сказал Сальвадор Барраса-Лопес, доцент кафедры физики и руководитель группы теоретиков.

«Сегнетоэлектрические материалы обладают собственным электрическим дипольным моментом, который можно переключать электрическими полями», — добавил он. «Когда сегнетоэлектрические материалы нагреваются, их собственный дипольный момент гасится, пока не станет равным нулю при так называемой критической температуре. При еще более высоких температурах эти материалы называются параэлектрическими».

Барраса-Лопес сказал, что в настоящее время предпринимаются усилия по развертыванию сегнетоэлектрических материалов толщиной в несколько атомов. Колумбийский университет ранее в этом году продемонстрировали параэлектрический переход на материалах, известных как бислои дихалькогенидов переходных металлов.

«Однако они не сказали, как атомы должны перестроиться, чтобы достичь такой параэлектрической конфигурации», — сказал он.

Итак, Барраса-Лопес возглавил совместную работу теоретических групп в Университете штата Калифорния и Университете штата Монтана, чтобы помочь понять, как упорядочиваются атомы при переходе из сегнетоэлектрической конфигурации в параэлектрическую, и то, что они обнаружили, оказалось довольно необычным.

«Обычно параэлектрическая конфигурация — это конфигурация, в которой атомы превращаются в структуру с более высокой симметрией», — сказал Барраса-Лопес. «Например, ферроэлектрический материал с прямоугольной структурой превращается в параэлектрический квадрат».

Однако для изучаемых материалов команде не удалось найти параэлектрическую фазу.

«Вместо этого мы наблюдали, что предполагаемое параэлектрическое поведение — это, скорее, среднее по времени изменение сегнетоэлектрических конфигураций между двумя состояниями поляризации с течением времени», — сказал Барраса-Лопес, добавив, что эти результаты были недавно опубликованы в журнале Нано буквы.

Барраса-Лопес сказал, что это открытие стало возможным благодаря финансовой поддержке Квантовый литейный завод MonArk NSFцентр, чья миссия состоит в том, чтобы понять поведение двумерных материалов и их возможные применения.

Среди сотрудников были Джозеф Ролл, студент бакалавриата по физике, и Шива Пудель, научный сотрудник группы Барраса-Лопеса, а также Хуан Мармолехо-Техада и Мартин Москера с факультета химии и биохимии Университета штата Монтана.