超薄聚合物薄膜如何用于存儲技術(shù)
(MLU)的一個團(tuán)隊(duì)在科學(xué)期刊《先進(jìn)電子材料》上寫道，這需要對材料進(jìn)行機(jī)械加工以達(dá)到幾納米的精度。在他們的新研究中，研究人員展示了這種以前未知的物理效應(yīng)如何發(fā)揮作用，以及它如何也可用于新的存儲技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)還成功地將哈雷市的徽章繪制成一種空間分辨率為50納米的電子圖案。
聚偏二氟乙烯(PVDF)是一種被工業(yè)廣泛用于生產(chǎn)密封件、薄膜和包裝薄膜的聚合物。它具有許多實(shí)用特性，因?yàn)樗哂锌衫煨?、生物相容性且生產(chǎn)成本相當(dāng)?shù)土?ldquo;PVDF也是一種鐵電材料。這意味著它具有空間分離的正電荷和負(fù)電荷，可用于存儲技術(shù)，”MLU的物理學(xué)家凱瑟琳·多爾教授說。但是，有一個缺點(diǎn)：PVDF是一種半結(jié)晶材料，其結(jié)構(gòu)與晶體不同，不是完全有序的。Dörr說：“材料中存在如此多的無序，以至于您實(shí)際上想利用的一些特性都丟失了。”
她的團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)原子力顯微鏡可用于在材料中建立某種電順序。這種方法通常涉及掃描材料樣本，其尖端只有幾納米大小。然后使用激光測量和評估產(chǎn)生的振動。“這使我們能夠在納米水平上分析材料的表面結(jié)構(gòu)，”Dörr說。原子力顯微鏡也可用于借助微小尖端對材料樣品施加壓力。MLU的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這也會改變PVDF的電學(xué)特性。
“壓力將材料彈性壓縮到所需的點(diǎn)，而不會改變構(gòu)成它的分子，”Dörr解釋說。材料的電極化(即其電取向)沿壓力方向旋轉(zhuǎn)。因此，可以在納米級控制和重新定向極化。以這種方式創(chuàng)建的電域非常穩(wěn)定，并且在最初的實(shí)驗(yàn)四年后仍然完好無損。
哈勒的研究人員發(fā)現(xiàn)的這種效應(yīng)可以被如此精確地控制，以至于他們能夠利用電荷在材料中勾勒出城市盾徽的納米尺寸版本——可能是世界上最小的。新工藝有助于使PVDF等材料用于新型電氣和存儲應(yīng)用。
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