Des monocristaux de TlGaS₂ affichent simultanément une polarisation planaire et hors plan, une double propriété mise au jour par des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences qui pourrait transformer la conception des mémoires non volatiles.
Une double polarisation dans un matériau ferroélectronique
Les ingénieurs lorgnent depuis longtemps sur les matériaux ferroélectriques en deux dimensions pour façonner la prochaine génération de transistors et de dispositifs de stockage de données non volatils.
Jusqu’à présent, la quête d’innovation heurtait un mur : la rareté des substances combinant à la fois une polarisation dans le plan et hors du plan.
Une équipe scientifique dirigée par le professeur YIN Lihua a brisé ce verrou. Rattachée à l’Institut de physique de l’état solide des instituts de sciences physiques de Hefei au sein de l’Académie chinoise des sciences, son équipe a réussi à synthétiser des monocristaux de grande qualité en menant des travaux de caractérisation poussés, publiés dans Physical Review B.
Des analyses infrarouges qui traquent la ferroélectricité quantique
Dans le détail, les analyses expérimentales ont confirmé l’existence d’un comportement ferroélectrique naissant au sein du cristal.
La réponse la plus intense s’exerce le long de l’axe planaire.
Parallèlement, des examens infrarouges ont mis au jour un mode phonon mou en dessous de 75 K. Cette signature caractéristique est fréquemment associée aux phénomènes de ferroélectricité quantique.
Des modifications structurales discrètes sans signal thermique
L’utilisation de la spectroscopie infrarouge a également permis aux chercheurs d’observer plusieurs modifications structurales discrètes à différentes températures.
Fait notable : contrairement aux transitions de phase classiques, ces variations ne s’accompagnent d’aucun signal thermique net en matière de capacité calorifique.
Selon les auteurs, ces indices trahissent des réarrangements structurels locaux ou des phénomènes d’ordre faible. Cette découverte lève le voile et permet d’éclairer les divergences observées dans les analyses antérieures consacrées au TlGaS₂.