Moore's Law of Transistor -miniatyrisering, rettet mot å styrke integrasjonen, har nærmet seg sine fysiske grenser, med det primære problemet som at transistorens strømforbruk ikke kan reduseres proporsjonalt. Nyere forskning antyder to måter å redusere strømforbruket ytterligere på: Den ene er å finne nye dielektriske materialer med høy K-oksid med en høyere dielektrisk konstant og et større båndgap enn hafniumdioksid (HFO2); Den andre er å bruke ferroelektriske/dielektriske portstabler i negative kapasitansetransistorer for å redusere driftsspenningen og strømforbruket. Både den høye K-dielektriske konstanten av oksider og ferroelektriske faseoverganger er drevet av optisk fononmykning. Tidligere mente forskere at optisk fononmykning bare ville oppstå når den fødte effektive ladningen var tilstrekkelig sterk til å gjøre langdistanse coulomb-interaksjoner overskride atombindingsstyrker med kort rekkevidde. Imidlertid fører den sterke fødte effektive ladningen til en avveining mellom dielektrisk konstant og båndgap, og skaper en depolarisasjonseffekt ved grensesnittet, som begrenser materialapplikasjoner.
Forskere fra Institute of Semiconductors ved Chinese Academy of Sciences, ledet av Dr. Luo Junwei, i samarbeid med professor Wei Suhuai fra Ningbo University of Technology, avslørte den anomale opprinnelsen til den ultrahøye dielektriske konstant og ultra-bredt bandgap i rock saltstruktur berylliumoksid (rsbeo). De foreslo en ny teori som reduserer atombindingsstyrke ved å strekke atombindinger, noe som førte til optisk fononmykning uten å indusere depolarisering. Den relaterte forskningen ble publisert i Nature 31. oktober, med tittelen "Mykning av den optiske fononen ved redusert interatomisk bindingsstyrke uten depolarisering".
Denne optiske fononmodus-mykningsdrevne ferroelektriske faseovergangen er ikke avhengig av de sterke Coulomb-interaksjonene som kreves av tradisjonelle ferroelektriske faseoverganger, og unngår dermed grensesnittdepolarisasjonseffekten. Forskningen forklarte den "inverse størrelseseffekten" der ferroelektrisitet bare vises når tykkelsen på Hf0.8Zr0.2O2- og ZrO2-filmer dyrket på et Si/SiO2-substrat reduseres til {{8} } nm. Når tykkelsen på disse filmene avtar, induserer gittermistilpasningen med underlaget betydelig biaksial belastning, reduserer atombindingsstyrken og myker opp de tverrgående optiske (TO) fononmodusene. Dette fører til en reduksjon i deres vibrasjonsfrekvens til null, og induserer en ferroelektrisk faseovergang. I tillegg kan de to viktige strukturelle faktorene, sideforhold og mellomlagsavstand, forutsagt av teorien, måles eksperimentelt for å matche de observerte verdiene.
Konvensjonelle metoder som ionradiusforskjeller, belastning, doping og gitterforvrengning kan også strekke atombindinger og redusere atombindingsstyrke. Dette gjennombruddet gir en ny tilnærming for å takle utfordringene med å anvende høy-K dielektriske materialer og ferroelektriske materialer i integrerte kretstransistorer. Det gir også et nytt prinsipp for å utvikle ferroelektriske og faseendringsinnretninger med høy tetthet og faseendring som er kompatible med CMOS-prosesser.
Forskningen ble støttet av National Natural Science Foundation of China, National Distinguished Young Scholars Fund, National Major Scientific Instrument Development Project, Youth Team Plan in Basic Research of the Chinese Academy of Sciences, og Strategic Priority Research Program (b -klasse) fra det kinesiske vitenskapsakademiet.