Браунміллерит, природний мінерал із унікальною структурною організацією, продемонстрував потенціал для створення субатомної фероелектричної пам’яті нового покоління.
Унікальна електрична поляризація тетраедрів BO4, що перемикаються, в браунміллериті ABO2.5 a. Структура браунміллериту з чергуванням тетраедричних (Tet.) і октаедричних (Oct.) шарів BO4, розглянута вздовж осі зони O. Взято: Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02233-7
Дослідницька група з Південної Кореї, очолювана професором Сі-Йонгом Чоєм з POSTECH, виявила виняткове явище – фононне роз'єднання у тетраедричних шарах браунміллериту. Це явище описує ситуацію, коли атомні коливання (так звані фонони) в одному шарі не передаються на сусідні шари, що є нетиповим для кристалічних матеріалів. У браунміллериті тетраедричні шари BO? коливаються незалежно від октаедричних BO?, що створює умови для односторонньої електричної поляризації.
Як пояснюють дослідники, «електричне поле змінює положення атомів лише в тетраедричних шарах, не зачіпаючи октаедричні». Це дозволяє формувати надзвичайно малі домени пам’яті, подолавши ключову проблему фероелектричних матеріалів – колективний характер коливань, що ускладнює мініатюризацію. Використовуючи цю властивість, команда створила функціональні тонкоплівкові пристрої, включаючи транзистори та конденсатори.
Дослідники провели експерименти з різними формами браунміллериту, включно з SrFeO?.? та CaFeO?.?, і виявили стабільне функціонування ефекту на субатомному рівні. За словами професора Чоя, «розкриття таємниць досі незрозумілих природних явищ може ще більше розширити можливості застосування різних передових технологій». Саме тому відкриття має стратегічне значення для розвитку високошвидкісної електроніки.
У разі впровадження ця технологія потенційно дозволить зменшити розміри пам’яті в десятки разів, прискоривши пристрої наступного покоління. Це відкриває шлях до нової ери в обробці даних, де мініатюризація та енергоефективність стануть вирішальними для штучного інтелекту й автономного транспорту.
