美國北卡羅來納州立大學的研究人員，首次將一種被稱為鐵酸鉍(BFO)的材料作為一個單晶體集成到一個硅片上，向制造新一代多功能智能設備邁出了關鍵一步。
鐵酸鉍具有鐵磁性和鐵電性雙重性能，這意味著它能夠被通過其中的電流磁化。鐵酸鉍的潛在應用領域包括新磁性存儲設備、智能傳感器和自旋電子學技術等。
將鐵酸鉍作為一個單晶體集成在硅基板上，通過控制從鐵酸鉍中泄漏到硅基上的電荷數量，可以使其發揮更大效率。研究人員發現，集成在硅基上的鐵酸鉍晶體在外延生長過程中能夠與錳酸鍶鑭(LSMO)電極很好地匹配，且可以使用小到4伏特的電流來關閉鐵酸鉍磁場的兩極，這與現有集成電路需要的電壓相當。這對開發功能技術非常重要，因為高電壓和磁場不切實際并且需要消耗更多能量，會損害和中斷電子功能。
研究人員還發現，一個低強度的外部磁場也能關閉鐵酸鉍的兩極，而且，由于外部磁場不會在鐵酸鉍中產生熱量，這將使它在某些應用中顯得更為重要。
“這項工作意味著我們現在能夠開發出對數據具有更快感測、處理和反應能力的智能設備，這些過程能發生在同一個芯片上，即數據不需要被中轉到其他地方。”項目主要負責人、北卡羅來納州立大學材料科學與工程學教授杰伊·納拉揚解釋說。
該研究項目得到了美國國家研究委員會和陸軍研究辦公室資助，成果發表于近期出版的《納米通訊》在線版上。
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