铁电材料用于许多设备中,包括存储器,电容器,致动器和传感器。这些设备通常在消费和工业仪器中使用,例如计算机,医疗超声设备和水下声纳。
随着时间的流逝,铁电材料会受到反复的机械和电气负载,导致其功能逐渐下降,最终导致故障中国建材网cnprofit.com。该过程称为“铁电疲劳”。
这是导致各种电子设备出现故障的主要原因,而废弃的电子设备是造成电子垃圾的主要因素。在全球范围内,每年有数千万吨的故障电子设备被填埋。
使用先进的原位电子显微镜,航空航天,机械和机电工程学院的研究人员能够观察到铁电疲劳的发生。该技术使用高级显微镜实时“观察”到纳米级和原子级。
研究人员希望发表在《自然通讯》上的一篇论文中描述的这一新发现将有助于更好地为铁电纳米器件的未来设计提供信息。
共同作者,来自悉尼大学纳米研究所的廖小舟教授说:“我们的发现是一项重大的科学突破,因为它清楚地显示了纳米级铁电降解过程的存在方式。”
该研究的首席研究员黄谦伟博士说:“尽管人们早已知道铁电疲劳会缩短电子设备的寿命,但是由于缺乏合适的观察技术,铁电疲劳的发生方式至今尚未得到很好的理解。 ”
合著者Chen Zibin博士说:“有了这一点,我们希望能更好地指导使用寿命更长的设备的工程设计。”
观测结果引发了新的争论
诺贝尔奖获得者赫伯特·克罗默(Herbert Kroemer)曾经著名地宣称“接口就是设备”。因此,悉尼研究人员的观察结果可能引发一个新的辩论,即界面(分隔材料中不同区域的物理边界)是否是解决下一代设备不可靠性的可行解决方案。
陈博士说:“我们的发现表明,接口实际上可以加速铁电性能的下降。因此,需要更好地了解这些过程,以实现器件的最佳性能。