„Dopiero zaczynamy rozumieć, co te hybrydowe materiały potrafią” – mówi Julie Miller, doktorantka fizyki na WSU. Naukowcy z Washington State University i University of North Carolina w Charlotte odkryli miękki, warstwowy materiał, który dramatycznie zmienia się pod wpływem ciśnienia. To przełomowe odkrycie, ogłoszone w Pullman w stanie Waszyngton, obiecuje zrewolucjonizować przechowywanie danych.
Hybrydowy materiał na bazie tellurku cynku, zwany β-ZnTe(en)₀.₅, przechodzi zaskakujące zmiany strukturalne pod wpływem ściskania. Zmiany te czynią go silnym kandydatem do pamięci zmiennofazowej. Ten rodzaj ultraszybkiego, trwałego przechowywania danych nie wymaga stałego źródła zasilania.
Materiał składa się z naprzemiennych warstw tellurku cynku i etylenodiaminy. Matt McCluskey, profesor fizyki na WSU, porównuje jego strukturę do kanapki. „Wyobraź sobie warstwy ceramiki i plastiku ułożone jedna na drugiej” – powiedział. „Kiedy przykładasz ciśnienie, miękkie części zapadają się bardziej niż sztywne.”
Używając diamentowej celi kowadłowej i nowego systemu rentgenowskiego, naukowcy zaobserwowali dwie przemiany fazowe przy stosunkowo niskich ciśnieniach. Struktura zmieniła się dramatycznie, kurcząc się nawet o 8%. Te przemiany mogą radykalnie zmienić właściwości fizyczne materiału.
Julie Miller wyjaśnia, że przemiana fazowa to sytuacja, gdy materiał zmienia swoją strukturę na poziomie atomowym. Ponieważ różne fazy strukturalne często mają różne właściwości elektryczne i optyczne, naukowcy uważają, że można je wykorzystać do kodowania informacji cyfrowych. Jest to zasada działania pamięci zmiennofazowej.
Kierunkowa wrażliwość i warstwowa struktura materiału sprawiają, że jest on bardziej regulowany. Oprócz pamięci, materiał może znaleźć zastosowanie w fotonice. Może być również przydatny w światłowodach lub obliczeniach optycznych.
Następnie zespół planuje zbadać, jak materiał reaguje na zmiany temperatury. Zbadają również, co się stanie, gdy zostanie przyłożone zarówno ciśnienie, jak i ciepło. To zbuduje pełniejszą mapę jego zachowań i możliwości.