Nowa iskierka w nanotechnologii
Ogromne zainteresowanie wzbudził nowy materiał syntetyczny, który zapoczątkowuje rewolucję w dziedzinie materiałów przeznaczonych do zastosowań elektronicznych. W ramach współpracy europejskich naukowców stworzono nową supersieć złożoną z tlenków metali przejściowych. Tlenki metali przejściowych stanowią stosunkowo nowy obszar nauki. Po raz pierwszy zrobiło się o nich głośno w 1986 r. przy okazji uhonorowanego nagrodą Nobla odkrycia nadprzewodników wysokotemperaturowych. Umożliwiają one w przypadku niektórych materiałów nadprzewodnictwo przy temperaturach powyżej temperatury wrzenia ciekłego azotu (77 K lub -196°C). Oprócz nadprzewodnictwa, tlenki metali przejściowych mają między innymi zastosowanie w izolacji i półprzewodnictwie. Ze względu na dużą różnorodność zastosowań, istnieje możliwość wykorzystania ich w różnych urządzeniach. Uzyskaną przez zespół projektu nową supersieć tworzy struktura wielowarstwowa złożona z naprzemiennych cienkich (o grubości atomowej) warstw dwóch różnych tlenków - PbTiO3 i SrTiO3. Dzięki temu sieć ma właściwości dalece odmienne od właściwości któregokolwiek z obu materiałów z osobna. Nowe właściwości są bezpośrednią konsekwencją zastosowania warstwowej struktury i wynikają z oddziaływań w skali atomowej zachodzących na powierzchni granicznej warstw. Na czele wysiłków mających na celu stworzenie tych rewolucyjnych materiałów w nowym laboratorium oraz ich zgłębienie stał jeden z głównych badaczy uczestniczących w projekcie, dr Matthew Dawber. "Oprócz zastosowań bezpośrednich, jakie mogą pojawić się dzięki temu nanomateriałowi, odkrycie tworzy zupełnie nowe pole do badań oraz umożliwia nowe materiały funkcjonalne bazujące na nowej koncepcji: inżynierii granic międzykrystalicznych w skali atomowej" - oznajmił dr Dawber. Dwa dobrze znane tlenki to PbTiO3 i SrTiO3. Wykonane w Liège badanie teoretyczne przewidywało, że w przypadku połączenia tych materiałów w supersieć wytwarza się nietypowe i zupełnie nieoczekiwane sprzężenie między dwoma rodzajami niestabilności, czego efektem jest niewłaściwa ferroelektryczność. Ferroelektryki znajdują zastosowanie w wielu różnych urządzeniach, od komputerowych pamięci trwałych poprzez maszyny elektromechaniczne po czujniki podczerwieni. Niewłaściwa ferroelektryczność występuje bardzo rzadko w materiałach naturalnych, a efekty są zwykle zbyt małe, by można było je wykorzystać. Wykonywane równocześnie w Genewie badanie eksperymentalne potwierdziło niewłaściwą ferroelektryczność w tego rodzaju supersieci oraz dostarczyło dowody na obecność nadzwyczaj przydatnej właściwości: dielektrycznej. Oznacza ona, że materiał może jednocześnie mieć bardzo wysoką temperaturę i być niezależnym od temperatury - te dwie cechy zwykle wykluczają się wzajemnie, w tym przypadku natomiast po raz pierwszy udało się połączyć je w tym samym materiale. Na badanie złożyły się wspólne prace grupy teoretycznej prof. Philippe Ghoseza z Uniwersytetu w Liège (Belgia) oraz grupy eksperymentalnej prof. Jean-Marca Triscone z Uniwersytetu w Genewie (Szwajcaria).
Kraje
Belgia