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科学:我国学者发明“极化二极管”

新华社 2020-09-20 00:14:39

新华社合肥9月19日电(记者徐海涛)二极管是现代电子工业最重要的元器件之一,在电视、电脑、手机、照明、汽车、机械、集成电路等领域都有广泛应用。近期,中科院合肥物质科学研究院盛志高研究团队与中科院物理研究所等机构学者合作,发明出一种新型的“极化二极管”,有望成为未来电子工业的基础元器件。

“现代电子学中常见的二极管其实是基于传导电荷的电流二极管,它借助电流的大小来表达1和0,从而实现对信息的存储、运算等操作,这也是信息科技的基础。”盛志高研究员说,他的研究团队近年来一直尝试开辟另一条道路,基于非传导电荷形成的极化电压的高低来表达1和0,使其也成为传递信息的媒介。

近期,他们通过电疲劳的方法,在介电材料钛酸锶中引入适量的氧空位。这些氧空位与其周围的电子组成“极化子”,这些“极化子”在电场作用下可以形成电极化。然后,通过制备金属钛与疲劳钛酸锶组成的异质结,构建出一种具有整流效应的元器件。

研究人员借助稳态强磁场大科学装置,对该元器件进一步研究,发现对其施加负电场时,界面形成了一个非常弱的极化;施加正电场时,界面形成了一个非常强的极化。这一非对称性关系表明,该器件具有极化整流效应,是一种电压型的“极化二极管”。

据介绍,这种“极化二极管”在信息的存储、运算以及高压电传输等方面,具有重要的潜在应用价值,目前已申请发明专利。近期,美国化学会旗下学术期刊《应用材料与界面》发表了这项研究成果。(完)

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