麻省理工學院的團隊表明，當兩個單片TMD(每個只有幾個原子層)相互平行堆疊時，該材料將成為鐵電體。在鐵電材料中，正負電荷自發地流向不同的側面或磁極。當施加外部電場時，這些電荷會向兩邊轉換，從而反轉極化。在新材料中，所有這些都發生在室溫下。
TMDs因其電學和光學特性而廣為人知。研究人員認為，這些特性與新賦予的鐵電性之間的相互作用可能會導致各種有趣的應用。
塞西爾的巴勃羅·賈裏洛-赫雷羅說:“在很短的時間內，我們成功地大大擴展了二維鐵電體的小型和不斷增長的家族，這是納米電子學和人工智能應用前沿的關鍵材料。”物理學教授和這項工作的領導者Ida Green發表在《自然納米技術》雜誌上。賈裏羅-赫雷羅也是麻省理工學院材料研究實驗室的成員。
除了賈裏略-赫雷羅，論文的作者還有麻省理工學院物理學研究生王·。麻省理工學院博士後安田健二和張旸；哥倫比亞大學的劉崧；渡邊謙和谷口高史；日本國立材料科學研究所；哥倫比亞大學的詹姆士·霍恩和麻省理工學院的物理學副教授傅亮。(上圖為麻省理工學院博士後助理安·田健二世(左)和麻省理工學院物理學研究生王·在麻省理工學院實驗室)。
超薄鐵電體
去年，賈裏洛-赫雷羅和他的許多同事證明了當兩個原子薄的氮化硼(BN)片相互平行堆疊時，BN變成了鐵電體。在目前的工作中，研究人員將同樣的技術應用於TMD。
由BN和TMD制成的超薄鐵電體可能有重要的應用，包括更密集的計算機內存存儲。但是他們很少。隨著《自然納米技術》報道的四種新TMD鐵電體的加入，它們都屬於同壹半導體家族。“室溫下超薄鐵電體的數量幾乎增加了壹倍，”王說。此外，她指出，大多數鐵電材料都是絕緣體。"很少有鐵電體是半導體."
“這不僅限於國陣和TMD，”安田健二說。“我們希望我們的技術可以用於將鐵電性添加到其他現有材料中。比如能不能給磁性材料加上鐵電性？”
這項工作由美國能源部科學辦公室、陸軍研究辦公室、戈登和貝蒂·摩爾基金會、美國國家科學基金會、日本教育、文化、體育、科學和技術部(MEXT)以及日本學習促進會資助。
涉及
王，x，安田，k，張，y .等，“雙過渡金屬二硫化物菱面體堆積的界面鐵電性”；內特。納米技術。(2022).