18 oktober 2017

Martijn Kemerink, professor vid Linköpings universitet, har tillsammans med kollegor i Spanien och Nederländerna, tagit fram det första materialet någonsin som har en ledningsförmåga som kan slås av och på via den ferroelektriska polarisationen.

Fenomenet kan användas i framtidens små och flexibla minnen eller för helt nya typer av solceller.

I en artikel, publicerad i ansedda Science Advances, visar forskargruppen att fenomenet fungerar för tre olika specialbyggda molekyler och de har även utvecklat en modell för hur principen fungerar.

– Jag fick idén för många år sedan och av en slump träffade jag professor David González Rodríguez, vid universitetet i Madrid, som hade byggt en molekyl av just den typ vi letade efter, säger Martijn Kemerink.

Ferroelektriskt material

De organiska molekyler forskarna nu har byggt leder ström och innehåller även dipoler. En dipol har en ände med positiv laddning och en med negativ. Dipolen ändrar riktning, svänger om, beroende på den spänning som läggs på. I en tunn film av de nyutvecklade molekylerna kan samtliga dipoler fås att svänga om exakt samtidigt, vilket betyder att filmen byter polarisation, fenomenet kallas ferroelektricitet. Det innebär i det här fallet också att ledningsförmågan ändras, från låg till hög, eller tvärtom. När ett elektriskt fält med motsatt spänning läggs på svänger dipolerna åter om och polarisationen ändras, liksom förmågan att leda ström.

De molekyler som byggs enligt den modell som LiU-forskarna utvecklat, placerar sig gärna ovanpå varandra och bildar en stapel, bara någon nanometer bred. Trådar av staplade molekyler, kan sedan placeras i en matris där varje korsning utgör en informationsbit. Det innebär att man i framtiden kommer att kunna bygga mycket informationstäta och små minnen. Men ännu så länge är de nya molekylerna lite för komplicerade att syntetisera.

Bygger molekyler

– Vi har nu utarbetat en modell för hur principen fungerar och vi har visat i experiment att det fungerar för tre olika molekyler, uppbyggda enligt samma principer. Vi behöver nu arbeta vidare för att bygga molekyler som kan användas i praktiska applikationer, säger professor Martijn Kemerink, Avdelningen för komplexa material och system vid Linköpings universitet, huvudförfattare till artikeln.

Förutom små och flexibla minnen tror han även att fenomenet i framtiden kan användas för att bygga helt nya typer av solceller.

Artikeln: Ferroelectric self-assembled molecular materials showing both rectifying and switchable conductivity, Andrey V. Gorbunov, Miguel Garcia Iglesias, Julia Guilleme, Tim D. Cornelissen, W. S. Christian Roelofs, Tomas Torres, David González-Rodríguez,
E. W. Meijer och Martijn Kemerink. Science Advances 2017
DOI 10.1126/sciadv.1701017

 

 


Fler nyheter från LiU 

Studentantalet fortsätter öka – särskilt inom AI och IT-säkerhet

För femte året i rad ökar antalet studenter rejält på LiU. Sedan 2019 är ökningen nästan 40 procent. Fristående kurser är det som ökar mest och särskilt inom aktuella områden som AI och IT-säkerhet.

Vlatko Milic står med sin dator och tittar ut genom ett fönster.

Hans forskning kan leda till ökad matsäkerhet i Sverige

Uppsala eller Linköping? För Eskilstunasonen Vlatko Milic föll valet för 14 år sedan på LiU. Att han skulle bli kvar efter studierna, doktorera och bli forskare var inte självklart. Nu har han inlett forskning som skulle kunna öka Sveriges resiliens.

Person håller en liten glänsande skiva med pincett.

Bättre digitala minnen med hjälp av ädla gaser

Framtidens elektronik kan bli ännu mindre och mer effektiv genom att fler minnesceller får plats på mindre yta. Ett sätt att uppnå det är att tillsätta ädelgasen xenon vid tillverkningen av digitala minnen. Det har LiU-forskare visat i en ny studie.