科研人員對(duì)自組裝的BFO納米島陣列進(jìn)行了可逆級(jí)化翻轉(zhuǎn)特性的研究。他們借助原子力顯微鏡對(duì)樣品的電學(xué)特性以及機(jī)電耦合特性進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這一體系可以創(chuàng)造出穩(wěn)定的導(dǎo)電疇壁，且其導(dǎo)電性可以變化約1000倍。

鐵電材料中的導(dǎo)電疇壁相當(dāng)于一種特定路徑的電荷傳導(dǎo)通路，可以用于實(shí)現(xiàn)超低功耗的非易失存儲(chǔ)器。然而，在級(jí)化翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中對(duì)導(dǎo)電疇壁的具體位置以及導(dǎo)電性的**操控仍然具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。

來(lái)自中國(guó)清華大學(xué)以及其它幾所有名高校的研究人員通過(guò)探究鐵酸鉍材料的受控級(jí)化翻轉(zhuǎn)行為對(duì)這一熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。其研究樣品為自組裝的斜方變形BFO納米島嵌入在鋁酸鑭上的四方變形BFO薄膜中。

研究人員通過(guò)afm原子力顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行了導(dǎo)電性以及局部機(jī)電耦合特性的表征，從而在納米尺度上對(duì)其電荷傳導(dǎo)以及級(jí)化行為進(jìn)行進(jìn)一步的研究。結(jié)果表明這一體系具有十字形的拓?fù)涫芟迣?dǎo)電疇壁結(jié)構(gòu)，且其具有兩種穩(wěn)定的電畤形態(tài)。在這兩種級(jí)化形態(tài)間的可逆轉(zhuǎn)換可以改變導(dǎo)電疇壁的導(dǎo)電性，且其變化值超過(guò)了1000倍。

研究人員對(duì)樣品進(jìn)行了超過(guò)100次的強(qiáng)/弱導(dǎo)電性狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，并對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果在幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)仍能保持穩(wěn)定。這一實(shí)驗(yàn)所展示出的高度可重復(fù)性與穩(wěn)定性使得新型鐵電納米器件的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)成為了可能。

研究人員通過(guò)多場(chǎng)耦合原子力顯微鏡的導(dǎo)電模塊獲取了樣品的電流圖以及電流-電壓曲線。他們使用了鉑//銥鍍層探針作為頂電級(jí)。