11月13日消息,布朗大学工程学院助理教授Lucas Caretta领导的团队开发出一种制备铁酸铋(bismuth ferrite)超薄膜的技术,攻克了多铁材料应用中长期存在的"死层效应"——相关成果发表于《自然·材料》。

多铁材料(multiferroics)兼具可协同控制的电极性与磁性,理论上可用极小电压同时操控电与磁状态,是低能耗逻辑与存储器件的理想候选,对AI算力暴涨背景下的芯片能耗问题尤具吸引力。但其最大障碍是:一旦减薄到能集成进常规芯片的厚度,铁电与磁性能通常会双双退化甚至消失,即所谓"死层效应"。

布朗团队的技术不仅能把铁酸铋做到几埃(Å)厚度仍保持铁电性与磁性,还意外赋予材料新的磁特性。"我们已经证明可以摆脱死层——想做多薄就做多薄,它依然是铁电的、依然是磁性的。"Caretta表示。铁酸铋是研究最充分的多铁材料之一,此前受限于薄膜性能退化难以器件化;若超薄膜性能可复现并与现有半导体工艺兼容,多铁逻辑单元有望以远低于现行晶体管的能耗运行,为后摩尔时代的低功耗计算提供一条材料路线。 (来源:ScienceDaily)