Des chercheurs en physique de l’Atomic LEGO Lab de l’Université de Floride du Nord ont découvert un nouveau phénomène électronique qu’ils appellent « ferroélectricité asymétrique ». Les recherches menées par le Dr Maitri Warusawithana, professeur adjoint de physique à l’UNF, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université d’État de l’Arizona, ont démontré ce phénomène pour la première fois dans des cristaux bidimensionnels fabriqués.
Laboratoire LEGO atomique de l’Université de Floride du Nord. Crédit : UNF
Cette découverte de la ferroélectricité asymétrique dans les cristaux artificiels survient exactement 100 ans après la découverte de la ferroélectricité dans certains cristaux naturels. Les cristaux ferroélectriques – des cristaux qui présentent deux états de polarisation bistables égaux – sont maintenant utilisés dans de nombreuses applications de haute technologie, notamment les mémoires à semi-conducteurs, les cartes RFID, les capteurs et les actionneurs de précision.
En utilisant la conception de matériaux à l’échelle atomique, l’équipe de chercheurs a démontré pour la première fois un phénomène qualitativement nouveau, la ferroélectricité asymétrique. Ces cristaux artificiels conduisent à une bis-stabilité asymétrique avec deux états de polarisation stables inégaux contrairement à un ferroélectrique naturel.
Warusawithana espère que cette première observation de ferroélectricité asymétrique réalisée grâce à des matériaux par conception fera avancer la recherche sur les propriétés électroniques personnalisées et pourra trouver sa place dans des applications technologiques intéressantes.
La nouvelle découverte est présentée dans le journal de physique, Examen physique B.
Référence : « Ferroélectricité asymétrique par conception dans les super-réseaux à couche atomique avec symétrie d’inversion brisée » par Maitri P. Warusawithana, Caitlin S. Kengle, Xun Zhan, Hao Chen, Eugene V. Colla, Michael O’Keeffe, Jian-Min Zuo, Michael B. Weissman et James N. Eckstein, 4 août 2021, Examen physique B.
DOI : 10.1103/PhysRevB.104.085103
