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작은 센서의 오래된 회로를 교체하는 대신 업데이트하면 비용과 낭비가 줄어든다. 강유전체 도메인 벽의 특이한 전자 특성이 해답이 될 수 있다 (Nature Materials, 'Functional electronic inversion layers at ferroelectric domain walls'). 도메인 벽은 다양한 유형의 전기 정렬 간의 인터페이스이다. 도메인 벽에 전압을 가하면 원하는 전기 정렬이 바뀌어 도메인 벽이 움직일 수 있다. 이러한 벽은 요구에 따라 제작, 이동 및 지울 수 있어 차세대 회로 요소에 대한 가능성을 제시한다. 첨단 전자 현미경으로 과학자들은 전자가 벽으로 이동하여 1 나노 미터 채널을 생성하는 것을 볼 수 있었다. 전압을 인가하면 채널이 절연에서 도체로 전환되며 이는 컴퓨터의 바이너리 스위치에 0과 1로 사용될 수 있다. 재 작성 가능한 도메인 벽은 매우 작은 회로에 대한 유망한 방법이다. 전계와 함께 전도성을 가역적으로 전환하는 것은 디지털 장치에서 이러한 벽을 사용하는 데 중요한 단계이다. 이러한 장치에는 스위치, 다이오드 또는 전계 효과 트랜지스터가 포함된다. 강유전체 재료는 전기장을 가함으로써 변화될 수 있는 자발적인 전기적 정렬을 갖는다. 서로 다른 분극의 두 도메인이 만나는 경우 이를 강유전 도메인 벽이라고 한다. 이러한 도메인 벽은 특이한 전자 특성으로 인해 필요에 따라 형성되고, 이동되고 지워질 수 있기 때문에 차세대 회로 소자에 유망하다. '대전된' 도메인 벽에서 두 도메인 간의 양극 불일치로 인해 벽에 전하가 축적된다. 과학자들은 게이트가 자체적으로 도메인 벽인 트랜지스터를 계획하고 있으며, 도메인 벽을 통해 전류를 통과시킬 수 있는지 여부는 도메인 벽의 전하에 의해 제어된다. 이제 과학자들은 그들이 적용하는 전기장에 따라 저항성 또는 전도성 사이에서 도메인 벽을 가역적으로 전환할 수 있음을 발견했다. 원자 분해능 전자 현미경과 분광법을 사용하여, 그들은 벽으로 이동하는 전자가 에르븀 망간 산염 (ErMnO3)에서 단지 1 ~ 2 개의 반복 결정질 단위 셀로 한정된다는 것을 발견했다. 2 개의 강유전성 도메인의 분극화가 서로를 가리킬 때, 명목상으로는 도메인 벽에 양전하가 축적된다. 이 양의 전하는 도메인 벽 내의 원자에 축적된 여분의 전자에 의해 보상되었다. 이 전자들은 붙어서 국부적인 전하를 차폐하고 전도하지 않았다. 전기장을 가함으로써, 여분의 전자가 도메인 벽의 채널로 흘러 들었다. 모든 국소 전하가 충분히 차폐되었을 때, 채널 내의 전자는 2 차원 전도성 시트를 형성하는 도메인 벽 내에서 자유롭게 움직일 수 있었다. 이 전도성 시트는 스위치 또는 트랜지스터로 사용될 수 있다. 전류가 흐르지 않으면 스위치가 꺼진다. 전기장을 가하면 전류가 흐르면서 스위치가 켜진다. 이것은 모든 도메인 벽 전기 장치를 개발하는 방향으로 나가고 있다. |