細膩特質處理研究細節 交大博士生研究躍登國際期刊
新網記者歸鴻亭台北報導
2016/11/15 下午 05:00:01 / 科技新知
交通大學材料所博士生謝孆慧與指導教授朱英豪的研究成果「Permanent Ferroelectric Retention of BiFeO3 Mesocrystal」,透過雷射分子束磊晶技術設計成長新穎的介晶體結構,輔以壓電力顯微鏡分析,使鐵電材料自發極化記憶態的永續維持成為可能。
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交通大學材料所博士生謝孆慧。(交通大學提供) |
鐵電材料為具有自發極化效應的材料體系,利用鐵電材料的自發極化特性加入電場控制時,不同的極化方向可對應到記憶體中的「0或1位元」,此特性在關掉外加電場時也不會立即消失,加上反轉速度快的優勢,使鐵電記憶體躋身下一代新穎記憶體的候選人行列。
然而,鐵電材料製成的非揮發性記憶體元件往往隨著時間變化打亂極化場,損失記憶資訊的可靠度。經過兩年觀察,團隊找到解決鐵電保留時間問題的方法,利用相對較硬的基材材料透過磊晶應力包圍鐵酸鉍介晶體,達到抑制自發性極化隨靜置環境翻轉,使鐵電極化態永久性保留的目標得以實現。實驗中成功將鐵酸鉍極化保留時間從200小時延長至20個月仍未消失,大幅地突破目前所有鐵電材料系統的相關限制,加強鐵電材料在未來的應用性與可靠度;此一延長存取保留資料的特性,也為記憶體開發提供一項新材料。
此研究從第一作者、通訊作者到研究課題設定與進行都由交大團隊主導,其中第一作者謝孆慧為交大培育之優秀研究員,朱英豪教示,謝孆慧自大學專題就在他的實驗室學習,並一路攻讀至博士班;她細膩刻苦的實驗態度,是這項研究成功的最大關鍵,需要細心地分析鐵電自發極化方向隨著時間的細微改變,在材料成長領域難度極高。
這項研究大幅突破現有鐵電材料系統限制,10月刊登於《自然通信》(Nature Communications)期刊。