Nobelprijswinnaar Herbert Kroemer beweerde ooit:"De interface is het apparaat." De observaties van de Sydney-onderzoekers zouden daarom een ​​nieuw debat kunnen aanwakkeren over de vraag of interfaces - die fysieke grenzen zijn die verschillende regio's in materialen scheiden - een haalbare oplossing zijn voor de onbetrouwbaarheid van apparaten van de volgende generatie.

"Onze ontdekking heeft aangetoond dat interfaces de ferro-elektrische degradatie daadwerkelijk kunnen versnellen. een beter begrip van deze processen is nodig om de beste prestaties van apparaten te bereiken, ' zei dokter Chen.

Ferro-elektrische materialen worden in veel apparaten gebruikt, inclusief herinneringen, condensatoren, actuatoren en sensoren. Deze apparaten worden vaak gebruikt in zowel consumenten- als industriële instrumenten, zoals computers, medische ultrasone apparatuur en onderwatersonars.

Overuren, ferro-elektrische materialen worden onderworpen aan herhaalde mechanische en elektrische belasting, wat leidt tot een geleidelijke afname van hun functionaliteit, uiteindelijk resulteert in een mislukking. Dit proces wordt 'ferro-elektrische vermoeidheid' genoemd.

Het is een hoofdoorzaak van het falen van een reeks elektronische apparaten, met afgedankte elektronica een belangrijke bijdrage aan e-waste. wereldwijd, elk jaar gaan tientallen miljoenen tonnen defecte elektronische apparaten naar de vuilstort.

Met behulp van geavanceerde in-situ elektronenmicroscopie, de lucht- en ruimtevaartschool, Mechanische en Mechatronic Engineering-onderzoekers waren in staat om ferro-elektrische vermoeidheid waar te nemen terwijl deze zich voordeed. Deze techniek maakt gebruik van een geavanceerde microscoop om te 'zien, " live, tot op nanoschaal en atomair niveau.

De onderzoekers hopen dat deze nieuwe waarneming, beschreven in een paper gepubliceerd in Natuurcommunicatie , zal helpen om het toekomstige ontwerp van ferro-elektrische nanodevices beter te informeren.

"Onze ontdekking is een belangrijke wetenschappelijke doorbraak omdat het een duidelijk beeld laat zien van hoe het ferro-elektrische afbraakproces aanwezig is op nanoschaal, " zei co-auteur professor Xiaozhou Liao, ook van het Nano Institute van de Universiteit van Sydney.

Dr. Qianwei Huang, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, zei:"Hoewel het al lang bekend is dat ferro-elektrische vermoeidheid de levensduur van elektronische apparaten kan verkorten, hoe het gebeurt is voorheen niet goed begrepen, vanwege een gebrek aan geschikte technologie om het te observeren."

Co-auteur Dr. Zibin Chen zei:"Hiermee, we hopen de engineering van apparaten met een langere levensduur beter te kunnen informeren."