在制造非易失性存储器方面，铁电材料是磁性材料和电介质材料的良好的替代品。但其缺点是容易为传统光刻技术所损坏。而另一种称为模板构图（stencil patterning）的方法或将成为解决之道。

 

马普学会微结构物理研究所的研究人员联合其韩国同事使用模板方法制备了高密度的铁电纳米电容阵列，其密度为176 Gb/平方英寸，创造了该类材料的记录。与目前的“top-down”光刻技术不同，这种技术不会对敏感的铁电结构造成伤害。

 

铁电材料具有永久性的电偶极子，类似于铁中的磁偶极子。就像磁体的南北极一样，永久电偶极子的正负极也可以相互交换，不过更为迅速。这种材料也因此可以永久地保存数据，这点与硬盘技术相同，不过却能像内存那样实现快速存取。

 

研究人员一开始对高纯铝薄片表面进行电化学阳极氧化，制备出多孔铝氧化物膜，它们就像“荫罩”，近乎规则的纳米孔洞在其中自然形成。接着，研究者在铝氧化物顶部旋转涂覆上一层聚苯乙烯。该模板随后被置于镀铂的镁氧化物衬底上。聚苯乙烯被移除，在激光作用下，锆钛酸铅铁电薄膜和铂透过模板的孔洞进行沉积。当移除氧化铝模板后，便留下纳米级的金属/铁电/金属电容岛阵列，其直径约为40 nm。由于电容岛之间的间距约为60 nm，因而这种电容阵列的密度约为1011个/平方英寸。

 

由于铝氧化物卓越的热稳定性，这种阵列可以在650℃的高温下进行加工处理。尽管电容岛的间距仅有60 nm，但仍然可以对它们进行单个处理。

 

该电容阵列可用于制造铁电随机存储器，它在MP3、相机、移动电话和便携式个人电脑中有广泛的应用。

 

该工作已在《自然—纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志上发表。（来源：中国科学院电工研究所）