美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員，首次將一種被稱為鐵酸鉍（BFO）的材料作為一個(gè)單晶體集成到一個(gè)硅片上，向制造新一代多功能智能設(shè)備邁出了關(guān)鍵一步。

鐵酸鉍具有鐵磁性和鐵電性雙重性能，這意味著它能夠被通過其中的電流磁化。鐵酸鉍的潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括新磁性存儲(chǔ)設(shè)備、智能傳感器和自旋電子學(xué)技術(shù)等。

將鐵酸鉍作為一個(gè)單晶體集成在硅基板上，通過控制從鐵酸鉍中泄漏到硅基上的電荷數(shù)量，可以使其發(fā)揮更大效率。研究人員發(fā)現(xiàn)，集成在硅基上的鐵酸鉍晶體在外延生長過程中能夠與錳酸鍶鑭（LSMO）電極很好地匹配，且可以使用小到4伏特的電流來關(guān)閉鐵酸鉍磁場的兩極，這與現(xiàn)有集成電路需要的電壓相當(dāng)。這對(duì)開發(fā)功能技術(shù)非常重要，因?yàn)楦唠妷汉痛艌霾磺袑?shí)際并且需要消耗更多能量，會(huì)損害和中斷電子功能。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，一個(gè)低強(qiáng)度的外部磁場也能關(guān)閉鐵酸鉍的兩極，而且，由于外部磁場不會(huì)在鐵酸鉍中產(chǎn)生熱量，這將使它在某些應(yīng)用中顯得更為重要。

“這項(xiàng)工作意味著我們現(xiàn)在能夠開發(fā)出對(duì)數(shù)據(jù)具有更快感測、處理和反應(yīng)能力的智能設(shè)備，這些過程能發(fā)生在同一個(gè)芯片上，即數(shù)據(jù)不需要被中轉(zhuǎn)到其他地方。”項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人、北卡羅來納州立大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授杰伊·納拉揚(yáng)解釋說。

該研究項(xiàng)目得到了美國國家研究委員會(huì)和陸軍研究辦公室資助，成果發(fā)表于近期出版的《納米通訊》在線版上。