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有助于延长电子器件寿命的重大发现
  2021-06-22      93

悉尼大学研究人员在材料科学领域有一个重大发现,他们首次提供铁电材料疲劳是怎样发生的完整图像。

很多电子器件中都使用铁电体材料,包括存储器、电容器、制动器和传感器。这些器件是消费类电子器件和工业仪器——例如计算机、医疗超声设备和水下声呐中的常用器件。

随着时间的推移,铁电材料由于反复进行机械加载和电加载,导致铁电材料的功能逐渐下降,最终完全失效。这个过程被称为“铁电疲劳”。

铁电疲劳是一系列电子器件失效的主要原因,由于这个原因被废弃的电子产品成为电子垃圾。全球每年扔进垃圾填埋场的失效电子器件有几千万吨。

澳大利亚航空航天机电工程学院的研究人员利用先进的现场电子显微镜能观察铁电疲劳的发生。这个技术使用一种先进的电子显微镜能够实时“看到”纳米级水平和原子水平的铁电疲劳发生过程。

研究人员希望在《自然通讯》上发表的这篇论文中所描述的新观察会提供更多的信息,有助于未来的铁电纳米器件的设计。

 “我们的发现是一项重大的科学突破,因为它是在纳米尺度上清楚地展示铁电降解过程是如何进行的。”该论文的共同作者、悉尼大学纳米研究所的廖晓周教授说。

领导这项研究黄乾伟博士说:“虽然人们早就知道铁电疲劳会缩短电子器件的寿命,但是,在此以前,由于没有合适的技术来观察它,一直不能很好地了解铁电疲劳是怎样发生的。”

该论文的联合作者陈子斌博士说:“有了这个现场电子显微镜,我们希望能为延长器件寿命的设计提供更多的信息。”

陈博士说:“我们的发现表明,接口可能会使铁电降解的速度加快。因此,要使各种器件达到最佳性能,必须更好地了解这些降解过程。”(来源:悉尼大学)

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