伊丽莎白·A
汤姆森，麻省理工学院材料研究实验室 麻省理工学院的研究人员和同事报告了一种新的特性——铁电性——被引入一个众所周知的半导体家族
图中，麻省理工学院博士后肯吉·安田(左)和麻省理工学院物理学研究生·王站在麻省理工学院实验室里，这是这项工作的关键
鸣谢:麻省理工学院安田健二和王 麻省理工学院的物理学家和同事们通过操纵只有几个原子层厚的超薄材料，在一个众所周知的半导体家族中设计了一种新的特性
这项工作很重要，因为新材料本身可能在计算机等领域有有趣的应用
此外，整体方法是通用的，可以应用于其他现有的材料，扩大其潜在的应用
半导体是像硅一样的材料，其导电性介于金属和绝缘体(如玻璃)之间，金属允许电子非常有效地移动，绝缘体阻碍了这一过程
它们是计算机行业的基石
目前工作中涉及的半导体材料被称为过渡金属二硫族化物(TMDs)
麻省理工学院的研究小组表明，当两片只有几个原子层厚的单片TMD相互平行堆叠时，这种材料就会变成铁电体
在铁电材料中，正负电荷会自发地流向不同的一侧或电极
在外加电场的作用下，这些电荷会转换方向，反转极性
在新材料中，所有这些都发生在室温下
TMD已经因其有趣的电学和光学特性而众所周知
研究人员认为，这些特性和新赋予的铁电性之间的相互作用可能会导致各种有趣的应用
塞西尔和艾达·格林物理学教授、这项研究的带头人巴勃罗·贾里洛-赫雷罗说:“在很短的时间内，我们成功地极大地扩展了二维铁电体这个小但不断增长的家族，这是纳米电子学和人工智能应用前沿的一种关键材料。”这项研究发表在《自然·纳米技术》杂志上
贾里洛-赫雷罗也隶属于麻省理工学院的材料研究实验室
除了贾里略-赫雷罗，这篇论文的作者还有麻省理工学院物理学研究生王；麻省理工学院博士后研究员安田健二和张旸；哥伦比亚大学的刘崧；日本国家材料科学研究所的渡边健二和谷口高史；哥伦比亚大学的詹姆斯·霍恩和麻省理工学院的物理学副教授傅亮
超薄铁电体 去年，贾里罗-赫雷罗和他的许多同事证明，当两片原子级的氮化硼薄片彼此平行堆叠时，氮化硼会变成铁电体
在目前的工作中，研究人员将同样的技术应用于颞下颌关节紊乱病
像氮化硼和TMDs这样的超薄铁电体可能有重要的应用，包括密度更高的计算机存储
但是它们很罕见
随着《自然纳米技术》杂志报道的四种新的TMD铁电体的加入，它们都属于同一半导体家族，“我们的室温超薄铁电体的数量几乎增加了一倍，”王说
她进一步指出，大多数铁电材料都是绝缘体
“很少有铁电体是半导体
" 下一步是什么？ “这不仅限于氮化硼和TMDs，”Kenji Yasuda说
“我们希望我们的技术可以用来给其他已存在的材料添加铁电性
例如，我们能给磁性材料添加铁电性吗？" 这项工作是由美国政府资助的
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能源部科学办公室、陆军研究办公室、戈登和贝蒂·摩尔基金会、美国能源部
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国家科学基金会、日本文部科学省(MEXT)和日本科学促进会
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