納米技術新突破 未來的晶片小的讓你無法想像

鏈科技小編首先講解一下“二維材料”。二維材料是全球近年來新材料研發的“大熱門”,許多國家的頂尖項目都瞄準了它,它減少一個維度,而某些性能卻實現了巨大飛昇。二維材料是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度(1-100nm)上自由運動(平面運動)的材料,如納米薄膜、超晶格、量子阱。二維材料是伴隨著2004年曼切斯特大學Geim 小組成功分離出單原子層的石墨材料——石墨烯(graphene) 而提出的。美國科學家領導的一個國際科研小組近日稱,他們研製出了一種新型二維人造金屬材料,其室溫下的性質類似鐵電材料。這種新人造材料有望催生新一代設備和應用。

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小編還需介紹一下有關的“鐵電理論”。在一些電介質晶體中,晶體的極化程度與電場強度呈現非線性關係。由於極化程度與電場強度的關係曲線與鐵磁體的磁滯回線形狀類似,所以人們把這類晶體稱為鐵電體(其實晶體中並不含鐵)。“鐵電金屬”來自一位科學家的預言,即在金屬狀態下實現與鐵電轉變完全相同的結構相變。半個多世紀以來,科學家苦尋真正的鐵電金屬材料,試圖打破傳統物理學的禁錮,將金屬性與鐵電性統一到一種材料中。現在,羅格斯大學的團隊創出一類新型二維人造材料,在室溫下具有類似鐵電材料的特性,證實了這一預言理論。

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按照“鐵電理論”,當一種材料變成鐵電材料時,其原子會永久移動。研究者本次試圖為鐵電晶體增加金屬導電性,具體做法是:利用脈衝激光沉積薄膜,製備出鈦酸鋇(BaTiO3)3/鈦酸鍶(SrTiO3)/鈦酸鑭(LaTiO3)複合薄膜結構,在鈦酸鍶/鈦酸鑭界面處形成二維電子氣實現金屬導電,同時藉助鈦酸鋇極性結構實現鐵電結構相變,從而製造出一種鐵電材料的金屬。新結構擁有豐富的可調節物理性質,實現了金屬性和鐵電性的融合,是一個相當大的突破。

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下面是鏈科技成果庫項目:稀土鐵超磁致伸縮材料及製造工藝。

該項目將稀土及鐵的純金屬製備成母合金,通過高溫度梯度區熔定向凝固技術獲得具有取向結構的化合物晶體。該晶體在磁場作用下具有高的磁致伸縮效應。項目研究發現在定向凝固條件下,棒狀樣品軸向擇優生長方向和溫度梯度GL及晶體生長速度V有關,只要調整比值GL/V,可獲得<110>、或<112>、或<113>軸向擇優生長。在低場下,<110>軸向取向材料的性能優於<112>軸向取向材料的性能。在低場下,TDT-110的性能優於TERFENOL-D。美國是垂直懸浮區熔或改進的布里奇曼法來製造TERFENOL-D,該項目用高溫度梯度區熔定向凝固法來製造材料,兩者的製造工藝與技術設備完全不同。


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