Modena Ulusal Araştırma Konseyi Nanobilim Enstitüsü ve Modena Üniversitesi ve Reggio Emilia tarafından yürütülen teorik bir çalışma Kayan ferroelektrikliği düzenleyen mikroskobik mekanizmaları açıkladı. Ultra ince atom sistemlerinde tanımlanan bu özellik, malzemenin kendiliğinden ve tersinir bir elektriksel polarizasyon sergileme yeteneğinden oluşur; burada yükün tersine çevrilmesi, bir atomik katmanın bitişik katmana göre mekanik kaymasıyla belirlenir. Araştırmanın sonuçları bilimsel dergide yayınlandı Doğa
İletişimŞimdiye kadar geleneksel teorik modellerin dışında bırakılan kuantum dinamiklerini simüle ederek, nöromorfik cihazların ve uçucu olmayan hafızaların tasarımı için yeni parametreler sunuyoruz.
Keşfin merkezi unsuru yatıyor dijital bilgiyi ikili bitler biçiminde kodlayabilmenin temel koşulu olan zıt kutuplaşmanın iki durumunun stabilitesini garanti eden nedenlerin belirlenmesinde. Araştırmacılar tarafından yürütülen analiz, elektronların iki boyutlu bir geometride hapsedilmesinin karşılıklı kuantum etkileşimlerini güçlendirdiğini, parçacıkların kolektif ve koordineli bir şekilde hareket etmesini sağladığını vurguluyor. Bu elektronik işbirliği, polarizasyonun stabilitesini koruyan ve onu dış etkenlere karşı dayanıklı kılan daha yüksek bir enerji bariyeri oluşturur. Matteo D'Alessio, doktora öğrencisi Fizik ve Nanobilimler Unimore'da olayın önemine değindi: “OBu sistemlerde elektriksel polarizasyon, elektronların katmanlar arasında nasıl dağıldığına bağlıdır ve bir atomik katmanın diğerine göre hafifçe kayması ile tersine çevrilebilir. Bu özellik potansiyel olarak daha hızlı ve daha verimli cihazların önünü açıyor ancak zıt kutuplaşmaya sahip iki durumun istikrarını ve birinden diğerine giden süreci anlamak ve kontrol etmek çok önemli.”.
Metodolojik açıdan bakıldığında, bilimsel araştırma, ilk ilkelerden yola çıkılarak yapılan hesaplamalara dayanan gelişmiş sayısal simülasyonların kullanımını entegre etmiştir; ampirik parametreleri kullanmayan ancak yalnızca kuantum mekaniğinin temel yasalarına dayanan tahmine dayalı fiziksel modeller. Bu teorik mimarilerin geliştirilmesi, büyük miktarlarda yapısal veriyi işleyebilen yüksek performanslı bilgi işlem altyapılarının kullanılmasını gerektirmiştir.
Cnr-Nano araştırmacısı Massimo Rontani, modelin yeniliğini açıkladı: “Elektronlar iki boyuta hapsolduklarında birbirlerini etkilerler ve hareketlerini koordine ederek kolektif olarak davranma eğilimi gösterirler. Bu davranış, onu koruyan enerji bariyerini artırarak elektriksel polarizasyonu daha sağlam hale getirir. Bu, yüksek uygulama potansiyeline sahip bu yeni malzemelerdeki ferroelektrikliğin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olan, teorik modellerde henüz dikkate alınmayan bir mekanizmadır.”.
Araştırma faaliyetleri programların bir parçasıdır Avrupa Mükemmeliyet Merkezi MaX ve ICSC, Yüksek Performanslı Hesaplama, Büyük Veri ve Kuantum Hesaplama Ulusal Araştırma Merkezi tarafından desteklenen kuantum malzemeleri üzerine çalışmabu modellerin yeni nesil entegre devreler için geniş bir iki boyutlu yarı iletken sınıfına aktarılabilirliği olasılığının ana hatlarını çiziyor.
Kapak resmi: İki boyutlu WTe₂ (tungsten ditellirid) malzemesinin ve katmanlar arasındaki akış sürecinin şeması. Grafikler polarizasyonla ilişkili enerji bariyerini göstermektedir: elektronların kolektif kuantum davranışı dikkate alındığında daha yüksek, bu etki dikkate alınmadığında daha düşük.
Bir yanıt yazın