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我国科研人员发明出极化二极管

     从中科院合肥研究院获悉,该院强磁场中心盛志高研究团队与中科院物理所、中科院宁波材料所科研人员合作,发明了一种新型电子元器件——“极化二极管”,可能成为未来电子器件的基础元件。研究成果日前发表在《ACS应用材料与界面》上。

      从迁移的角度来说,电子可以分成两类:巡游电子和局域电子。对于以巡游电子为载体的电子元器件,电场作用下的电流与电压关系有两种。第一种是具有对称关系的电阻元件;第二种是具有非对称性关系的电流二极管。电流二极管被广泛应用于存储、计算、通信、显示等领域,已经成为现代电子学中最为关键的基础元器件。而对于以局域电子为载体的电子元器件来说,情况略有不同。具有对称性电极化与电压关系的电容等元器件早已被发明。而对于具有非对称性关系(极化整流效应)的电子元器件至今未见报道。因此,如果能寻找到一种非对称关系,形成电极化的整流效应,则可以制成极化二极管,将在整流器、储存器及计算等领域有着非常重要的潜在应用价值。

       研究团队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,构建出具有整流效应的元器件。借助强磁场中心稳态强磁场实验装置(SHMFF)超导磁体下超快光学测试系统,对该元器件进行了细致研究。研究发现在对该元器件施加负电场时,界面形成了一个非常弱的极化;对该元器件施加正电场时,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,是一种极化二极管,可能成为未来电子器件的基础元件。据悉,上述研究成果已申请发明专利。

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