게시 및 게시 날짜 : 2020/07/03

열광적 인 경사 바카라 주소에 대한 세계 최초의 성공적인 관찰

-고속, 대용량 비 휘발성 기억 및 인공 시냅스의 예상한 개발-

발표의 포인트

  • 스마트 폰 등에서 사용용량(주 1) 핵심 재료 인 바카라 주소전성 재료가 있습니다전극(참고 2) 자발적인 전하 바이어스를 유발하여 충전이 바이어스됩니다다이오드와 같은 전기가 흐르는 것으로 알려져 있습니다 이 운영 원칙은경사 바카라 주소(주 4)로 인한 것으로 생각되었지만 입증되지 않았습니다
  • 대형 싱크로스크 시설 Spring-88314_8404
  • 이것은 바카라 주소전 전기의 오랜 미스터리를 해결했으며 전자 장치의 개발이 진행되어 고속 대용량 비 휘발성 메모리 (Feram) (참고 6) 및 인공synapse(주 7)이 실현 될 것으로 예상됩니다

강력 전기는 충전을 저장할 수있는 재료이며 스마트 폰, 컴퓨터 등에 수백 개의 단위로 장착 된 커패시터의 핵심 재료입니다 충전 기능은 중합 전기의 자발적 전기 편광에 의해 발생하며 전하 이온의 배열에 의해 전기 분극이 형성됩니다 최근에, 강유전 전기 저장소 충전뿐만 아니라 전기 분극이 다이오드와 같은 방식으로 전기 흐름이 발생한다는 것이 발견되었다 이러한 운영 원리는 기울어 진 바카라 주소에 있다고합니다 40 년 전에 교과서에는 가상의 이미지도 특징이지만 지금까지는 시연되지 않았습니다

Oknaama University의 공동 연구 그룹, High Brightness Light Science (JASRI), AIST (바카라 커뮤니티), Tokyo Institute of Technology 및 Paris Sacred University의 공동 연구 그룹은 세계에서 처음으로 Ferroelectrics의 전기 분산에서 파생 된 기울어 진 밴드 구조를 관찰했습니다 이 결과는 대형 싱크로트론 방사선 시설 Spring-8에서 고 가중성 X- 레이를 사용하여 단일 지향 전기 편광 및 깊이 분해 측정으로 강유전성 박막을 정확하게 합성함으로써 달성되었다 이는 강유전 전기를 사용한 고속, 대용량 비 휘발성 메모리 (FERAM) 및 인공 시냅스의 개발에 상당한 발전이 이어질 것으로 예상된다

이 연구 결과는 7 월 1 일에 발표되었으며 영국 학술 저널 "과학 보고서"의 온라인 버전에 실 렸습니다


연구원의 단어

Kano 부교수의 사진
Kano 부교수

이것은 당시 박사 과정 학생 인 Oshime의 결과이며, 모든 에너지를 넣었습니다 내용은 새롭고 검토하는 데 시간이 걸렸습니다 이 연구는 많은 교수들과의 공동 연구 프로젝트였습니다 처음으로, 우리는 이전에 존재하는 것으로 추정 된 전기 분극으로 강유전체의 바카라 주소의 경향을 직접 파악할 수있었습니다 새로운 전자 장치에 대한 추가 연구가 지금부터 진행될 것으로 기대됩니다

 

발표

<현재 상태>

Ferroelectrics는 현대 사회에서 실제 공간의 스마트 이동성에 내장 된 가상 공간 및 전자 장치의 정보 및 통신 장치의 핵심 자료로 널리 사용됩니다 일본은 수년간 바카라 주소전 전자 전자 장치 산업의 세계적인 리더였으며, 이러한 이점을 계속 유지하기 위해 혁신이 에너지 절약을 실현하여 SDGS와 파리 협약에 따라 국제 목표를 초래할 수 있기를 희망합니다

강력 전기는 자발적인 전기 분극을 가지고 있습니다 이것은 충전을 저장하고 전기가 흐르는 방식을 제어하는 ​​재료입니다 이 물리적 특성의 기원은 경사 바카라 주소에 있으며 (그림 A), 상상력은 40 년 전에 교과서에 묘사되었지만 오랫동안 시연하지 않고 장치가 개발되었습니다

<연구 결과의 내용>

우리는 골전성 박막을 단일 분극의 단일 방향과 정확하게 결합하고 대형 싱크로트론 방사선 시설 (Spring-8)에서 고 브라이트 X- 레이를 사용하여 깊이 분해 측정을 수행함으로써 높은 정확도로 경사 바카라 주소를 관찰 할 수 있다고 생각했습니다

Spring-8 BL47XU Beamline은 전 세계 유일하게 실험적인 장치로, 동기로부터 방사하여 튀어 나오는 광전자의 각도를 유지하면서 감지 할 수있는 광각 대물 렌즈를 결합한 유일한 실험 장치입니다 기존의 장치에서, 상이한 샘플 깊이로부터 생성 된 광전자는 광전자 검출기와 샘플 표면 사이에 형성된 각도를 변경함으로써 기계적으로 변화 하였으므로 시간이 많이 걸렸을뿐만 아니라 국소 영역을 정확하게 측정하기가 어려웠다 이 시간을 사용한 장치는 X- 선이 약 1 마이크로 미터로 농축 된 샘플을 파일화 할 수 있으며, 위치 영역의 샘플 표면에서 더 깊은 영역으로 모든 방향으로 튀어 나오는 광전자를 허용하며, 이는 각도 (깊이 정보)에서 한 번의 샷으로 추출 할 수 있습니다 (그림 b) 이 측정 기술을 단일 방향 전기 편광으로 강유전성 박막에 적용하고 전압을 적용함으로써, 강유전 전기가 기울어 진 바카라 주소를 가지고 있음을 입증 할 수있었습니다 (그림 C) 다시 말해, 고품질 박막 샘플 합성 기술과 Spring-8의 최첨단 실험 기술을 결합하여 달성되었습니다

<사회적 중요성>

Ferroelectrics를 사용한 비 휘발성 메모리는 Feram이라고하며 ICOCA와 같은 운송 IC 카드에 사용되며 고속으로 작동하며 전원이 꺼지는 경우에도 정보를 보유 할 수 있습니다 현재 사용되는 휘발성 메모리 (전원이 꺼질 때 사라지는 유형)를 교체하려면 추가 속도와 용량이 필요합니다 이번에는 Ferroelectrics의 기울어 진 바카라 주소를 보여줌으로써 Feram의 발전을 가속화 할 수 있습니다 또한, 강유전 전기에서 전기를 흐르는 독특한 방법은 시냅스 정보 전송과 유사하므로 인공 시냅스로 개발 될 것으로 예상된다 이것들은 미래 사회에서 우리의 삶을 풍요롭게해야합니다

또한 더 작고 빠른 속도로 작동하는 전자 장치의 전자 상태 분석 촉진을 장려 할 것으로 예상됩니다

그림

기사 정보

용지 이름 : 극성 전기 바티오에서 전기 분극에 의해 유발 된 왜곡 된 전자 바카라 주소3
게시 된 논문 :과학 보고서
저자 : Norihiro Oshime, Jun Kano, Eiji Ikenaga, Shintaro Yasui, Yosuke Hamasaki, Sou Yasuhara, Satoshi Hinokuma, Naoshi Ikeda, Pierre-Eymeric Janolin, Jean Michel Kiat, Mitsuru it itoh, tokohoh, mitsuru Tatsuo Fujii, Akira Yasui, Hitoshi Osawa
doi : 101038/s41598-020-67651-W

 

연구 펀드

이 연구는 과학, 일본 과학 및 기술 기관 및 Spring-8 (뇌주기 R2705를 가속화하기위한 전략적 국제 연구 네트워크의 홍보, 기본 연구 C JP18J14276, Sakigake JPMJPR13C4, Spring-2017B163, 2017B163, 2017B163) 2018a1655)


추가 정보/용어

참고 1 : 커패시터
요금을 저장 및 공개하는 역할을하는 전자 부품 대부분의 전자 장치에서 사용됩니다 바카라 주소전성 커패시터는 작고 (수백 마이크로 미터) 많은 전하가 있습니다 (1012숫자에서)[참조로 돌아 가기]
참고 2 : 전기 편광
금속에는 전자가 자유롭게 움직일 수있는 전자가 있으므로 전압이 적용되면 전기가 흐릅니다 반면, 유전체에서 대부분의 전자는 핵에 결합되므로 자유롭게 움직이는 전자가 적고 전기가 흐를 수 없습니다 그러나, 전압이 유전체에 적용될 때, 양으로 하전 된 이온 (양이온) 및 음의 하전 된 이온 (음이온)은 반대 방향으로 약간 이동하여 유전체 내부의 음성 및 양성 바이어스를 초래한다 이것을 전기 분극이라고합니다 바카라 주소전체는 자발적인 전기 분극을 갖는다 왜냐하면 양이온 및 음이온이 전압을 적용하지 않고 각각의 각각의 중심으로 배열 된 결정 구조를 가지고 있기 때문이다 예를 들어, 양이온이 결정의 전면에 바이어스되고 음이온이 뒷면에 편향된 경우 (이 경우, 전기 편광이 전면을 향해 향하고 있습니다 전기 편광은 벡터에서 벡터를 뺀 양하로 정의 됨) 전면에서 음전하가 생성되고 뒷면에 ​​양전하가 생성됩니다 이런 식으로, 바카라 주소 전기는 표면에 충전을 저장할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
주 3 : 다이오드
특정 방향으로 전기를 수행하고 커패시터와 마찬가지로 많은 전자 장치에서 사용되는 전자 구성 요소 일반 다이오드는 각 구성 요소가 전기를 전도하기 위해 고정 된 방향을 가지고 있습니다 전기 재료로 다이오드를 만들어 전기 편광의 방향을 변경함으로써 전기 흐름이 변할 수있는 방향을 변경할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
참고 4 : 경사 바카라 주소
물질의 전자 제품에는 본질 에너지가 있습니다 재료 1cm310 당22~1023약 여러 원자가 있으므로 동일한 에너지의 전자가 서로 영향을 미치고 에너지를 약간 변화시켜 더 넓은 범위의 에너지를 얻습니다 그 너비를 갖는 전자의 에너지 상태를 바카라 주소라고합니다 도 A에 도시 된 바와 같이, 강유전전의 바카라 주소는 전기 분극의 방향을 따라 기울어진다 전기 편광은 벡터의 양은 양전하를 뺀 반면, 벡터에서 양전하는 전기장에 해당합니다 다시 말해, 강유전성 재료 내부에는 전압이 적용됩니다 유전체 내부의 전자는 전압으로 에너지 상태를 변화시켜 기울어 진 바카라 주소를 취합니다[참조로 돌아 가기]
참고 5 : 대형 싱크로트론 방사선 시설 Spring-8
이것은 Harima Science Park City of Hyogo 현에 위치한 Riken Institute가 소유 한 Synchrotron 방사선 시설로 세계 최고 성능 싱크로트론 방사선을 생산하며 사용자는 High Brightness Light Research Center (JASRI)의 지원을받습니다 Spring-8은 슈퍼 광자 링 -8 gev에서 나옵니다 동기 조명은 전자가 전자가 전자기에 의해 여행 방향으로 구부러지고 구부러진 속도로 가속 될 때 생성되는 얇고 ​​강력한 전자기파입니다 Spring-8 은이 싱크로트론 방사선을 사용하여 나노 기술에서 생명 공학 및 산업 사용에 이르기까지 광범위한 연구를 수행합니다[참조로 돌아 가기]
참고 6 : Feram
바카라 주소전성 랜덤 액세스 메모리는 바카라 주소전성 랜덤 액세스 메모리에 대한 약어이며, 바카라 주소전성 재료로 만든 메모리입니다 데이터는 10으로 전기 분극의 상향 및 하향 방향으로 관리되고 전압을 적용하여 전기 편광 방향을 변경함으로써 판독/쓰기를 수행 할 수 있습니다 컴퓨터에 내장 된 대부분의 메모리는 꺼질 때 데이터가 손실되지만 Feram이 꺼져 있어도 데이터가 저장됩니다 Feram 기술의 발전은 1980 년대 미군의 요청으로 시작되었습니다[참조로 돌아 가기]
참고 7 : 시냅스
뉴런을 연결하고 신호 전달을 전달할 책임이 있습니다 인공 시냅스는 뉴런 사이에서 발생하는 신호 전송과 동일한 메커니즘을 통해 이동하는 전자 성분입니다 바카라 주소전성 박막으로 만들어진 전자 성분은 전기 저항을 지속적으로 변화시키는 기능을 가지고 있으며, 이는 시냅스의 기능과 유사합니다[참조로 돌아 가기]


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