具有鐵電特性的最薄獨立式薄膜

日本名古屋大學未來材料與系統研究所的研究人員成功合成了鈦酸鋇（BaTiO₃）厚度為 1.8 奈米的奈米片，這是迄今為止為獨立式薄膜創造的最薄厚度。 鑑於厚度與功能相關，他們的發現為更小、更有效率的設備打開了大門。 該研究發表在期刊上先進電子材料。

開發具有新電子功能的更薄材料是一個競爭激烈的研究領域。 這種裝置在鐵電材料中尤其重要，鐵電材料的極化可以透過電場反轉。 這種反轉極化的能力使這些材料可用於記憶和振動發電。

然而，隨著這些設備中使用的材料變得更小，它們表現出意想不到的特性，使它們變得複雜。 一個大問題是“尺寸效應”，因為當材料的厚度減小到幾奈米時，其鐵電特性就會消失。

現在，由名古屋大學材料化學系和永續發展材料與系統研究所（IMASS）的團隊在 Minoru Osada 教授（他/他）領導下，成功合成了無缺陷的 BaTiO₃使用水溶液製程製備厚度為 1.8 nm 的具有鐵電特性的奈米片。 結果是有史以來最薄的獨立式薄膜。 影片雖薄，卻展現了，代表了鐵電活性薄膜製造的重要突破。

「然而，對於鈦酸鋇₃奈米片是一種典型的鐵電材料，用常規的合成方法很難合成奈米片。 因此，有必要開發一種新的合成方法，」Osada 說。「一般來說，BaTiO 的合成₃需要1000°C或更高溫度的煅燒過程。 相比之下，我們合成了BaTiO₃使用我們的製程在 60°C 的低溫下製備奈米片。 由於可以使用此方法透過改變薄膜的厚度來控制，實現了具有兩到六個晶格的奈米片的合成。

「如果可以在鐵電體中合成厚度為幾奈米的奈米片，則有望發現新的特性和應用。我們的發現應該為記憶體和電容器等設備的小型化提供重要的技術，」他繼續說道。

「由於現有技術在材料和工藝方面都已經達到了極限，因此像我們這樣的技術至關重要。它們提供了性能和性能的顯著提高。透過新材料和新工藝。