Vědci odhalili adaptivní reakci pomocí feroelektrického zařízení, které reaguje na světelné impulzy způsobem připomínajícím plasticitu neuronových sítí. Toto chování by mohlo najít uplatnění v energeticky úsporné mikroelektronice.
Feroelektrické materiály lze nalézt v různých druzích zařízení pro zpracování informací, jako jsou paměti, tranzistory, senzory a aktuátory. Výzkumníci z Argonne National Laboratory a dalších institucí uvádějí překvapivé adaptivní chování feroelektrického materiálu, který se může postupně vyvíjet k požadovanému cíli v závislosti na počtu fotonů ze světelných pulzů dopadajících na materiál.
Jinak řečeno – s elektricky nabitými doménami v nanorozměrech lze takto hýbat, přičemž tyto změny by mohly odpovídat přenosu informací.
Feroelektrický vzorek použitý v experimentech je strukturován jako sendvič střídajících se vrstev titaničitanu olovnatého a strontnatého. Tento sedmivrstvý sendvič, který připravili spolupracovníci z Riceovy univerzity, je tisíckrát tenčí než list papíru.
Výzkumníci zasáhli mnoha slabými světelnými pulzy, z nichž každý trval zlomek sekundy (quadrillionth v originále, 10 na -15). Výsledkem bylo vytvoření a zobrazení rodiny doménových struktur v závislosti na „dávce světla“. Vzorek začíná pavučinovým uspořádáním nanodomén a v důsledku narušení způsobeného světelnými pulzy se síť rozpadá a vytváří zcela nové konfigurace. K vizualizaci reakcí v nanorozměrech tým využil speciální nanosondu. Snímky odhalily síťové nanodomény, které se vlivem světelných pulzů vytvářely, mazaly a rekonfigurovaly. Oblasti a hranice těchto domén se vyvíjely a přeskupovaly na škále od 10 nanometrů do 10 mikrometrů.
Marc Zajac et al, Optical Control of Adaptive Nanoscale Domain Networks, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202405294
Zdroj: Argonne National Laboratory / Phys.org, přeloženo / zkráceno