登上《Science》！电子科技大学团队提出性能优异的抗疲劳铁电体系
2024-06-07 21:47:44 - 四川在线
四川在线记者文露敏
北京时间6月7日，电子科技大学光电科学与工程学院刘富才教授团队在国际学术期刊《Science》上发表最新研究成果。该研究依据新颖的二维滑移铁电机制，提出一种性能优异的抗疲劳铁电体系，为解决铁电材料领域长期存在的疲劳问题提供了一种全新途径，有望推动铁电存储及类脑智能器件方面应用。
近年来，大数据、人工智能等新兴技术的飞速发展，使得人们对算力的需求激增，传统芯片存储单元与计算单元分离，从根本上限制了芯片计算速度和能效的进一步提升。构筑存算一体架构的类脑智能芯片被认为是应对当前问题和挑战的有效解决途径，而铁电材料被认为是实现类脑智能器件和存算一体架构的理想材料体系。
实现稳健可重复的“读”和“写”循环操作是铁电器件应用的必要前提。然而，铁电材料在经历反复极化切换后，极化只能实现部分翻转，导致铁电材料失效，即铁电疲劳。这一问题早在1953年就已被研究者发现报道，但至今铁电材料的疲劳问题仍未得到有效的解决。
针对这一问题，刘富才教授研究团队发现新型的滑移铁电体具有天然的耐疲劳特性。这是因为滑移铁电机制与传统铁电材料的离子位移机制有明显的不同。器件表征结果显示，滑移铁电器件在经历高达百万次的疲劳测试后，器件的转移特性曲线、动态及静态电学输运曲线几乎不发生变化，这一结果充分证明滑移铁电器件的优异的抗疲劳特征。
该项研究成果为解决铁电材料疲劳问题提供了理想解决方案，也为铁电材料在非易失性存储器、存算一体器件及类脑计算芯片等新颖器件中的应用提供了具有竞争潜力的选择。