قانون مینیاتوریزاسیون ترانزیستور مور ، با هدف تقویت ادغام ، به محدودیت های بدنی خود نزدیک شده است ، با مسئله اصلی این است که مصرف انرژی ترانزیستور نمی تواند به طور متناسب کاهش یابد. تحقیقات اخیر دو روش برای کاهش بیشتر مصرف برق را نشان می دهد: یکی این است که مواد دی الکتریک اکسید جدید با K با ثابت دی الکتریک بالاتر و یک باند بزرگ بزرگتر از دی اکسید Hafnium (HFO2) پیدا کنید. مورد دیگر استفاده از پشته های دروازه فروالکتریک/دی الکتریک در ترانزیستورهای خازن منفی برای کاهش ولتاژ عملیاتی و مصرف برق است. هر دو ثابت دی الکتریک با K اکسیدها و انتقال فاز فروالکتریک توسط نرم شدن فونون نوری هدایت می شوند. پیش از این ، دانشمندان معتقد بودند كه نرم شدن فونون نوری تنها در شرایطی اتفاق می افتد كه بار مؤثر متولد شده به اندازه كافی قوی باشد تا تعامل كولمب با برد دور از استحکام پیوند اتمی با برد کوتاه باشد. با این حال ، بار مؤثر متولد شده منجر به تجارت بین ثابت دی الکتریک و باند می شود و یک اثر دپلاریزاسیون در رابط ایجاد می کند ، که کاربردهای مواد را محدود می کند.
محققان موسسه نیمه هادی ها در آکادمی علوم چین به سرپرستی دکتر لو جونوی با همکاری پروفسور وی سوهوای از دانشگاه فناوری نینگبو، منشأ غیرعادی ثابت دی الکتریک فوق العاده بالا و شکاف باند فوق العاده گسترده در سنگ را آشکار کردند. ساختار نمک اکسید بریلیم (rsBeO). آنها نظریه جدیدی ارائه کردند که با کشش پیوندهای اتمی، استحکام پیوند اتمی را کاهش میدهد و منجر به نرم شدن فونون نوری بدون ایجاد دپلاریزاسیون میشود. تحقیقات مربوطه در 31 اکتبر در نیچر با عنوان "نرم شدن فونون نوری با کاهش استحکام پیوند بین اتمی بدون دپلاریزاسیون" منتشر شد.
این انتقال فاز فروالکتریک نرم کننده حالت فون نوری به تعامل قوی کولوم مورد نیاز توسط انتقال فاز فروالکتریک سنتی متکی نیست ، بنابراین از اثر دپلاریزاسیون رابط جلوگیری می کند. این تحقیق "اثر اندازه معکوس" را توضیح داده است که در آن فروالکتریک فقط زمانی ظاهر می شود که ضخامت Hf {1}}. 8ZR {3}}. 2O2 و Zro2 رشد یافته بر روی یک بستر Si/Sio2 به 8 {8 {کاهش می یابد. } nm. با کاهش ضخامت این فیلم ها ، عدم تطابق شبکه با بستر باعث ایجاد فشار دو محوره قابل توجهی می شود و باعث کاهش استحکام پیوند اتمی و نرم شدن حالت های فون نوری عرضی (به) می شود. این منجر به کاهش فرکانس ارتعاش آنها به صفر می شود و باعث انتقال فاز فروالکتریک می شود. علاوه بر این ، دو عامل ساختاری کلیدی ، نسبت ابعاد و فاصله بین لایه ، پیش بینی شده توسط این تئوری ، می توانند به صورت تجربی برای مطابقت با مقادیر مشاهده شده اندازه گیری شوند.
روشهای معمولی مانند اختلاف شعاع یونی ، کرنش ، دوپینگ و اعوجاج شبکه نیز می توانند پیوندهای اتمی را کشیده و استحکام پیوند اتمی را کاهش دهند. این دستیابی به موفقیت یک رویکرد جدید برای پرداختن به چالش ها در استفاده از مواد دی الکتریک با K و مواد فروالکتریک در ترانزیستورهای مدار یکپارچه ارائه می دهد. همچنین یک اصل جدید برای توسعه دستگاههای حافظه فروالکتریک با چگالی فوق العاده بالا و تغییر فاز که با فرآیندهای CMOS سازگار است ، فراهم می کند.
این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین، صندوق ملی دانش پژوهان جوان ممتاز، پروژه توسعه ابزار علمی بزرگ ملی، طرح تیم جوانان در تحقیقات پایه آکادمی علوم چین و برنامه تحقیقاتی اولویت استراتژیک (B) حمایت شد. -class) آکادمی علوم چین.