客观日本

分子的方向与形状参与分子的电响应,为信息元件的高密度化与节能化开辟道路

2025年08月19日 电子电气

在记忆信息的元件——存储器中,通常使用一种被称为铁电体的物质。铁电体拥有即便没有外部电场也会在物质内部产生正负电荷偏移的“极化”性质,并且能够通过外部电场反转极化的方向。这便是通过极化方向来记忆“0”或“1”信息所使用的基本原理。

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日本东北大学出仓骏助教等人的研究团队,在一种被称为“柔粘性结晶”、能像固体般保持形状的同时内部分子又像液体般旋转的物质中,发现了通过施加外部电场能使这种物质的分子方向和形状发生变化,并且能够保持变化的现象。此次,研究团队着眼于容易获取且具有简单结构的有机分子“琥珀腈”的柔粘性结晶相,精密测量了施加外部电场时的电响应,观测到了极化强度因电场强度变化前的状态不同而不同的“滞后现象”。由于该现象的变化情况显示出与通常铁电体不同的特异性质,研究团队详细调查了其起源,并明确了分子所的方向与形状参与了其中电反应。

研究查明了分子呈细长形状中部分弯折的Gauche型与笔直伸展的Trans型,在施加外部电场时,不仅分子的方向会趋于一致,分子的形状也会发生变化。

由此,通过分别切换分子的方向与形状,有助于实现比既往的“0”“1”二值存储器能储存更多信息的多值存储器。同时,还有望实现信息记录元件的大幅度高密度化及节能化。(TEXT:中条将典)

原文:JSTnews 2025年8月号
翻译:JST客观日本编辑部

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