中国科学院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)研究人员与电子科技大学、复旦大学研究组合作,研发出一种基于滑动铁电性的抗疲劳铁电材料,相关研究发表在《Science》杂志上。

科学家开发出抗疲劳铁电材料

铁电材料具有可切换的自发极化,可以通过外部电场反转,已广泛应用于非挥发性存储器、传感和能量转换设备。

由于铁电开关继承了离子运动的特性,传统铁电材料随着极化反转次数的增加,不可避免地会出现铁电极化疲劳,导致性能下降、器件失效,从而限制了铁电材料的实际应用。

为了解决这一疲劳问题,研究人员基于滑动铁电性开发了一种无疲劳铁电体系,利用化学气相输运法制备了双层3R-MoS 2双栅极器件。

经过106个不同脉冲宽度(从1 ms到100 ms)的开关循环后,铁电极化偶极子没有出现损失,表明该器件仍然保留了其记忆性能。

与商用铁电器件相比,该器件在电场中表现出10 5 s的优异总应力时间,展示了其优异的耐久性。

利用一种新颖的机器学习势模型,理论计算表明滑动铁电体的无疲劳特性可归因于其不移动的带电缺陷。

这项工作为传统铁电体性能下降的问题提供了创新的解决方案。