強誘電体材料はエレクトロニクスの世界で広く使用されているが、研究者はその材料がどのように作用するか実際はほとんど理解していない。ナノスケールで強誘電体材料の特性を解明すべく取り組んでいたアーカンソー大学の物理学者がこれまで知られていなかった特性を発見した。

　Physical Review Letters誌¹)の最新記事に詳説されるように、同大学のSergey Prosandeev教授とLaurent Bellaiche教授は、潜在的な特性をさらによく理解するために強誘電体ナノドットのコンピュータ・シミュレーションを作成した。さまざまな分極性媒体に埋め込まれた強誘電体材料を用い、さまざまな位相の存在をシミュレーションで予測し、以前は知られていなかった位相を発見した。

　同大学の物理学者による初期の研究から、個々の強誘電体ナノドットがナノドットの中に渦巻きを形成し、電荷がほぼ円形の動きで旋回することを見出した。Prosandeev氏らは、不均一な電場が渦巻きのキラリティを切り替え可能なことも発見した。

　Prosandeev氏とBellaiche氏は最新の研究でナノドットの温度、材料および媒体を変更することでナノドットの強誘電特性にどのような影響が及ぼされるのかを検討した。彼らは最終的に6つの異なる構造上の位相を見出した。その内の4つは以前には見られなかったものである。彼らは「埋め込まれたドットと、媒体の分極率を変えると、双極子パターンを処理するための新しい路が開かれる」と述べる。これから、より大きなメモリー容量のあるナノスケール・デバイスの可能性とともに、負の屈折材料を使用した有望な用途が生じるだろうという。

1. S. Prosandeev and L. Bellaiche, “Properties of Ferroelectric Nanodots Embedded in a Polarizable Medium: Atomistic Simulations,” Physical Review Letters, Oct. 20, 2006, p. 167601.