Moore'i transistori miniaturiseerimise seadus, mille eesmärk on integreerimist, on lähenenud selle füüsilistele piiridele, peamiseks probleemiks on, et transistori energiatarbimist ei saa proportsionaalselt vähendada. Värsked uuringud näitavad kahel viisil energiatarbimise edasiseks vähendamiseks: üks on leida uusi kõrge K-oksiidi dielektrilisi materjale, millel on suurem dielektriline konstant ja suurem ribalapp kui hafniumdioksiid (HFO2); Teine eesmärk on kasutada ferroelektrilisi/dielektrilisi väravaid negatiivsetes mahtuvus transistorites, et vähendada tööpinget ja energiatarbimist. Nii oksiidide kõrge K kõrge dielektrilise konstant kui ka ferroelektrilised faasi üleminekud juhivad optilise fononi pehmenemise. Varem uskusid teadlased, et optiline fonoonide pehmenemine toimub alles siis, kui sündinud efektiivne laeng oli piisavalt tugev, et Coulombi pikamaa interaktsioonid ületaksid lühiajalise aatomsideme tugevuse. Tugev sündinud efektiivne süüdistus viib dilektrilise konstandi ja ribalaua vahel kompromissi, luues liideses depolarisatsiooniefekti, mis piirab materiaalseid rakendusi.
Hiina Teaduste Akadeemia pooljuhtide instituudi teadlased, mida juhtis dr Luo Junwei, paljastasid koostöös professor Wei Suhuaiga Ningbo tehnikaülikoolist, ülikõrge dielektrilise konstantse ja ülimalt laiuse riba anomaalse päritolu kivisse anomaalse päritoluga. Soola struktuur berülliumoksiid (Rsbeo). Nad pakkusid välja uue teooria, mis vähendab aatomsideme tugevust, venitades aatomsidemeid, põhjustades optilise fononi pehmenemise, indutseerimata depolarisatsiooni. Sellega seotud uurimistöö avaldati ajakirjas Nature 31. oktoobril pealkirjaga "Optilise fononi pehmendamine vähendatud interatoomilise sideme tugevusega ilma depolarisatsioonita".
See optilise fononrežiimi pehmendusega juhitav ferroelektrilise faasi üleminek ei tugine tugevatele Coulombi interaktsioonidele, mida nõuavad traditsioonilised ferroelektrilised faasisiired, vältides seega liidese depolarisatsiooniefekti. Uurimistöö selgitas "suuruse pöördefekti", mille puhul ferroelektrilisus ilmneb ainult siis, kui Si/SiO2 substraadil kasvatatud Hf0.8Zr0.2O2 ja ZrO2 kilede paksust vähendatakse väärtuseni {{8} } nm. Kuna nende kilede paksus väheneb, põhjustab võre mittevastavus substraadiga märkimisväärset kaheteljelist pinget, vähendades aatomi sideme tugevust ja pehmendades põiki optilisi (TO) fononi režiime. See viib nende vibratsioonisageduse vähenemiseni nullini, kutsudes esile ferroelektrilise faasi ülemineku. Lisaks saab katseliselt mõõta kahte peamist struktuuritegurit, teoorias ennustatud kuvasuhet ja kihtidevahet, et need vastaksid vaadeldud väärtustele.
Tavapärased meetodid, nagu ioonraadiuse erinevused, pinge, doping ja võre moonutused, võivad venitada ka aatomsidemeid ja vähendada aatomsideme tugevust. See läbimurre pakub uut lähenemisviisi, et lahendada väljakutseid kõrge K-d dielektriliste materjalide ja ferroelektriliste materjalide rakendamisel integreeritud vooluahela transistorides. See pakub ka uut põhimõtet ülikõrge ferroelektrilise ja faasimuutuse mäluseadmete arendamiseks, mis ühilduvad CMOS-protsessidega.
Uuringuid toetas Hiina Riiklik Loodusteaduste Sihtasutus, riiklik austatud noorte teadlaste fond, riiklik teaduslike instrumentide arendamise projekt, Hiina Teaduste Akadeemia alusuuringute noortemeeskonna plaan ja strateegilise prioriteedi uurimisprogramm (B -klass) Hiina Teaduste Akadeemiast.