Una nuova scintilla nella nanotecnologia
Un entusiasmante nuovo materiale artificiale sta creando grande fermento mentre si appresta a rivoluzionare lo sviluppo di materiali per le applicazioni elettroniche. Il nuovo superlattice composto da ossidi di metalli di transizione è stato creato grazie a delle collaborazioni tra ricercatori europei. Gli ossidi di metalli di transizione rappresentano un campo scientifico rinvigorente e relativamente nuovo. Essi sono giunti per la prima volta alla ribalta quando, nel 1986, la scoperta dei superconduttori ad alta temperatura che ha vinto il premio Nobel. Questo permette ad alcuni materiali di supportare la superconduttività a temperature superiori a quella di ebollizione dell'azoto liquido (77 K o 196° C). Oltre a quelle nel campo della superconduttività, gli ossidi di metalli di transizione hanno anche applicazioni nei campi dell'isolamento e della semiconduttività. Grazie a questa varietà di applicazioni, possono anche essere integrati in numerosi dispositivi. Il nuovo superlattice creato dal gruppo che lavora a questo progetto è formato da una struttura a molti strati alternati, sottili a livello atomico, di due diversi ossidi (PbTiO3 and SrTiO3). Questa struttura permette al lattice di possedere proprietà radicalmente diverse da ciascuno dei due materiali presi singolarmente. Queste nuove proprietà sono la conseguenza diretta della struttura a strati artificiale e sono generate da interazioni su scala atomica nelle interfacce tra gli strati. Uno dei principali ricercatori impegnati in questo progetto, il dott. Matthew Dawber, è stato all'avanguardia nello sforzo di creare e comprendere questi rivoluzionari materiali artificiali nel suo nuovo laboratorio. "Oltre alle applicazioni immediate che potrebbero essere generate da questo nanomateriale, questa scoperta apre le porte a un campo di indagine completamente nuovo e alla possibilità di nuovi materiali funzionali basati su un nuovo concetto: ingegneria dell'interfaccia su scala atomica," ha commentato il dott. Dawber. Due materiali ossidi ben conosciuti sono il PbTiO3 e il SrTiO3. Uno studio teorico eseguito a Liegi ha previsto che quando questi materiali vengono combinati in un superlattice, avviene un'unione insolita e completamente inaspettata tra i due tipi di instabilità, ed è questo a causare la ferroelettricità irregolare. I ferroelettrici possono essere utilizzati in applicazioni che vanno dalle avanzate memorie non volatili per computer alle macchine microelettromeccaniche o ai detettori a infrarossi. La ferroelettricità irregolare è un tipo di ferroelettricità che si verifica molto raramente nei materiali naturali e i cui effetti sono solitamente troppo piccoli per essere utili. Uno studio sperimentale parallelo a Ginevra ha confermato il carattere ferroelettrico irregolare in questo tipo di superlattice e ha anche fornito le prove di una nuova utilissima proprietà: un dielettrico. Si tratta della capacità di possedere allo stesso tempo un temperatura molto elevata e di essere indipendente dalla temperatura; due caratteristiche che tendono a escludersi a vicenda ma che sono qui combinate per la prima volta nello stesso materiale. Il gruppo di ricerca ha coinvolto gli sforzi congiunti del gruppo teorico del prof. Philippe Ghosez dell'Università di Liegi in Belgio e il gruppo sperimentale del prof. Jaen-Marc Triscone che opera all'Università di Ginevra in Svizzera.
Paesi
Belgio