石墨烯中创建第一个铁电冰三明治

科学家们首次明确地观察铁电水-状态的分子的偶极子变得有序和物质财富电动两极分化——在一个原子薄冰层夹在石墨烯薄片。

在类比铁磁材料,表现出一个永久的磁矩,铁电材料显示自发电极化电场的缺失。考虑到极性水分子的性质经常被假定一个铁电相存在时,水分子偶极子变得有序。但是最常见的冰是无序的不规则的氢键网络。在很低的温度下,系统接近铁电的状态是很难发现,因为小铁电和non-ordered州之间的能量差。

通过将两个石墨烯层之间的单层冰,Ya-Ping谢长廷和她的团队在台湾中央研究院现在已经能够观察到在室温下铁电行为。他们创造了这个单层应用两个石墨烯之间的电压。静电吸引力量表一起,挤压出它们之间的水分子,直到一个水层。

台湾团队证实了铁电状态通过观察field-dependent偶极子命令从三个独立的实验技术,包括电子传输测量和高频激励。他们发现铁电反应,诱导后,保持稳定甚至在温度高达80°C,但多层结冰时消失。

史蒂文·布拉姆韦尔凝聚态化学家和物理学家来自伦敦大学学院、英国,说铁电冰的想法有着特殊的吸引力,因为铁电性是一种罕见的集体财产的物质和水是一个标志性的物质。与样品只有几个原子厚很难证明,但在这里他们似乎优秀的证据,”布拉姆韦尔说。夹层的方法在石墨烯层是一个创造性的解决问题的方法,”这是一个好主意,强调了边界的重要性对样本的冰”,他补充道。

在这项研究中,谢和他的同事建议如何与memresistive设备使用铁电冰属性。记忆电阻器的电阻取决于当前飞通过它的历史,一个属性,目前不能复制与其他组件的任意组合。这个属性是受欢迎的片上存储器,这将提高电子元件通过砍伐的速度需要单独的处理器和内存组件。

冰单层在铁电状态时,对石墨烯应用反向电场三明治创建一个排斥力,将床单分开——效果依赖于其铁电偶极子的记忆,它产生了双极开关存在于四个州。团队表明这一独特的行为可能会提供一个新的途径来高密度存储器设备。