2004年6月3
虽然电子设备的内存通常比我们的更可靠，但随着时间的推移，它也会变得更糟。
现在一组科学家来自威斯康星大学麦迪逊分校美国能源部的阿贡国家实验室也许能理解其中的原因。研究结果发表在6月6日版的《科学》杂志上自然材料欧洲杯足球竞彩．
智能卡、手表内的蜂鸣器，甚至超声波机器都利用了铁电材料，这是一种可以保留信息的材料家族，也可以将电脉冲转换为听觉或光学信号，反之亦然。欧洲杯足球竞彩
威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程助理教授、最近这篇论欧洲杯足球竞彩文的合著者保罗·埃文斯(Paul Evans)解释说:“这些材料的绝妙之处在于，它们内置了不需要任何电力的电子存储器。”欧洲杯线上买球
但有一个问题阻碍了这些材料在其他技术上的更广泛应用，包括计算机。欧洲杯足球竞彩正如埃文斯所说，“最终他们辞掉了工作。”
铁电体存储信息的能力在于它们的原子排列，每个原子结构都包含少量信息。每当材料接收到电脉冲时，这个信息就会改变，基本上改变了原子的排列。
然而，每一次电脉冲——以及相应的结构变化——都会逐渐削弱这些材料存储和检索信息的能力，直到它们要么忘记信息，要么完全停止切换。欧洲杯足球竞彩埃文斯说:“它可以转换1万次甚至数百万次，然后停止工作。”工程师们称这种问题为疲劳。
由于几乎没有证据表明，当铁电材料的记忆疲劳时，铁电材料的结构会发生什么变化，埃文斯和他的同事决定研究这种材料内部的原子排列，由电脉冲控制，在操作装置内切换。
埃文斯说:“我们想了解它是如何切换的，这样我们就能制造出一种在损耗前切换速度更快、寿命更长的设备。”
为了详细描绘原子在每次电脉冲中如何在操作装置内重新排列，研究人员使用了先进的光子源美国阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)是美国最耀眼的研究x射线来源，用于测量原子位置的变化。通过观察原子如何改变它们的位置，研究人员可以确定材料转换或记忆信息的程度。
“使用x射线工作的一个优势是它们能够深入到材料内部，这就是为什么它们今天在医学成像中得到如此广泛的应用，”Argonne的主任Eric Isaacs说欧洲杯足球竞彩纳米材料中心欧洲杯足球竞彩也是这篇论文的合著者之一。“利用x射线的这种特性，[我们]能够透过金属电极层来研究现实操作设备中的铁电疲劳。”
他补充说，高级光子源的超高亮度使研究人员能够将x射线聚焦到前所未有的小维度。
x射线显示，当研究人员反复脉冲装置时，装置停止工作的区域越来越大，这表明原子转换结构的次数越来越少。
“在5万个开关之后，原子被卡住了——它们不能再开关了，”埃文斯说，并补充说，一个更强的电荷确实让原子重新运动起来。
当研究人员从一开始就使用更高的电压时，开关会在100次之后停止。在这种情况下，施加更强的脉冲也没有什么区别。
“在更高的电压下，材料无法转换，因为材料本身发生了一些变化，”Evans说。“当你使用更大的电压时，不仅仅是开关停止工作，一些更基本的东西也会停止工作。”
由于先前的研究人员没有深入观察铁电材料内部，以了解它们的原子排列——这是记忆信息能力的关键——为什么开关最终停止的原因还没有被清楚地确定。欧洲杯足球竞彩
“电子存储器存储在原子的结构中，这就是为什么了解原子的结构是如此重要，”埃文斯解释说。他说，通过观察这些设备内部，工程师们可以开始理解为什么原子停止开关，然后制造商就可以开始设计更好的设备。
有了这个承诺，埃文斯说，“如果有一台电脑，当你关掉它时，它不会忘记它在做什么，这不是很好吗?”
参与这项工作的其他研究人员包括Chang Beom Eom、Dong Min Kim和论文的第一作者Dal-Hyun Do，来自威斯康辛大学麦迪逊分校(UW-Madison)和密歇根大学(University of Michigan)的Eric Dufresne。
阿贡国家实验室是美国第一个国家实验室，开展基础和应用科学研究，涉及广泛的学科，从高能物理学到气候学和生物技术。自1990年以来，阿贡与600多家公司、众多联邦机构和其他组织合作，帮助提高美国的科学领导地位，为国家的未来做好准备。阿贡是由芝加哥大学为美国能源部的科学办公室欧洲杯线上买球．
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