Padrões de vórtices polares descobertos em superredes sem chumbo em silício

Uma equipe do HZB relatou, pela primeira vez, vórtices polares em superredes de silício. Esses resultados expandem a gama de materiais e substratos nos quais as texturas topológicas polares podem ocorrer e abrem novas opções.

Sobreposto à imagem HAADF-STEM, que foi tirada de uma lamela cortada [100] BaTiO 3 da superrede, está um mapa mostrando os deslocamentos correspondentes do elemento titânio. Estes resultados expandem a gama de materiais e substratos nos quais podem ocorrer texturas topológicas polares e abrem novas opções para a incorporação de estados ferroelétricos complexos em tecnologias baseadas em silício.

Até agora, texturas polares, como vórtices, foram observadas quase exclusivamente em superredes contendo chumbo, compreendendo camadas ultrafinas de titanato ferroelétrico e dielétrico em substratos de óxido. Catherine Dubourdieu conseguiu fazê-lo: no seu novo estudo, publicado na Nature Communications, a equipa apresenta camadas alternadas de titanatos de bário e estrôncio cultivadas epitaxialmente em silício que exibem faixas regulares de vórtices polares.

Usando o microscópio eletrônico de transmissão de varredura do grupo do professor Christoph Koch da Universidade Humboldt e análises adicionais na fonte de raios X PETRA III em Hamburgo, eles foram capazes de demonstrar a superestrutura que consiste em tubos de vórtice. Nossos resultados expandem a gama de materiais e substratos nos quais as texturas topológicas polares podem ocorrer e abrem novas opções para incorporar estados ferroelétricos complexos em tecnologias baseadas em silício", diz Dubourdieu.

Valentin Väinö Hevelke et al, Vórtices polares periódicos em superredes BaTiO 3 /SrTiO 3 cultivadas monoliticamente em silício, Nature Communications (2026). Fornecido pela Associação Helmholtz de Centros de Pesquisa Alemães Mestre em Inglês, editor desde 2021 com experiência em ensino superior e conteúdos de saúde.

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