二極管是現代電子工業最重要的元器件之一，在電視、電腦、手機、照明、汽車、機械、集成電路等領域都有廣泛應用。近期，中科院合肥物質科學研究院盛志高研究團隊與中科院物理研究所等機構學者合作，發明出一種新型的“極化二極管”，有望成為未來電子工業的基礎元器件。
“現代電子學中常見的二極管其實是基於傳導電荷的電流二極管，它藉助電流的大小來表達1和0，從而實現對信息的存儲、運算等操作，這也是信息科技的基礎。”盛志高研究員説，他的研究團隊近年來一直嘗試開闢另一條道路，基於非傳導電荷形成的極化電壓的高低來表達1和0，使其也成為傳遞信息的媒介。
近期，他們通過電疲勞的方法，在介電材料鈦酸鍶中引入適量的氧空位。這些氧空位與其周圍的電子組成“極化子”，這些“極化子”在電場作用下可以形成電極化。然後，通過製備金屬鈦與疲勞鈦酸鍶組成的異質結，構建出一種具有整流效應的元器件。
研究人員藉助穩態強磁場大科學裝置，對該元器件進一步研究，發現對其施加負電場時，界面形成了一個非常弱的極化；施加正電場時，界面形成了一個非常強的極化。這一非對稱性關係表明，該器件具有極化整流效應，是一種電壓型的“極化二極管”。
據介紹，這種“極化二極管”在信息的存儲、運算以及高壓電傳輸等方面，具有重要的潛在應用價值，目前已申請發明專利。近期，美國化學會旗下學術期刊《應用材料與界面》發表了這項研究成果。
來源：新華社