铁酸铋单晶首次被集成到硅片上

美国北卡罗来纳州立大学的研究人员，首次将一种被称为铁酸铋（BFO）的材料作为一个单晶体集成到一个硅片上，向制造新一代多功能智能设备迈出了关键一步。

铁酸铋具有铁磁性和铁电性双重性能，这意味着它能够被通过其中的电流磁化。铁酸铋的潜在应用领域包括新磁性存储设备、智能传感器和自旋电子学技术等。

将铁酸铋作为一个单晶体集成在硅基板上，通过控制从铁酸铋中泄漏到硅基上的电荷数量，可以使其发挥更大效率。研究人员发现，集成在硅基上的铁酸铋晶体在外延生长过程中能够与锰酸锶镧（LSMO）电极很好地匹配，且可以使用小到4伏特的电流来关闭铁酸铋磁场的两极，这与现有集成电路需要的电压相当。这对开发功能技术非常重要，因为高电压和磁场不切实际并且需要消耗更多能量，会损害和中断电子功能。

研究人员还发现，一个低强度的外部磁场也能关闭铁酸铋的两极，而且，由于外部磁场不会在铁酸铋中产生热量，这将使它在某些应用中显得更为重要。

“这项工作意味着我们现在能够开发出对数据具有更快感测、处理和反应能力的智能设备，这些过程能发生在同一个芯片上，即数据不需要被中转到其他地方。”项目主要负责人、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学教授杰伊·纳拉扬解释说。

该研究项目得到了美国国家研究委员会和陆军研究办公室资助，成果发表于近期出版的《纳米通讯》在线版上。