Dispositivi multifunzionali da cristalli monocomposto
Gli esempi in cui ingegneri e progettatori utilizzano due o più materiali per sviluppare prodotti che abbiano le caratteristiche di entrambi sono presenti praticamente ovunque. Dalle leghe metalliche nelle parti degli aeroplani all'utilizzo di un po' di lattice con il cotone nei tessuti, si possono trovare numerosi esempi in cui combinazioni di materiali hanno caratteristiche più desiderabili rispetto a quelle di uno solo dei due. Nel caso dei dispositivi elettronici si è applicata in genere la stessa convenzione. Il panorama sta cambiando: alcuni materiali presentano una varietà di proprietà elettriche e magnetiche in diversi punti dello stesso cristallo: questo fenomeno viene definito inomogeneità elettrica o magnetica o separazione di fase. Le manganiti, una classe di minerali formati dal composto ossido idrato di manganese (MnO(OH)), fanno parte di questi materiali. La capacità di produrre dispositivi multifunzionali da singoli materiali crea la possibilità di controllare il funzionamento del dispositivo con precisione atomica e senza la complessità delle attuali tecnologie nanomanufatturiere. Ricercatori europei hanno avviato il progetto Comephs ("Controlling mesoscopic phase separation") per perseguire l'obiettivo di ottenere stati strutturati mesoscopici (tra il microscopico e il macroscopico, dalla dimensione dei singoli atomi a quella di quantità di atomi) funzionali. In particolare hanno cercato di controllare i meccanismi di separazione di fase nelle manganiti e nei relativi composti. I composti sono stati preparati in forme cristalline o in strati sottili, e caratterizzati per identificare regioni di separazione di fase elettronica. Sono stati valutati gli effetti di vari stimoli esterni come la pressione o un campo magnetico e di diversi substrati e proprietà dei substrati sulla separazione di fase. Alla fine gli scienziati hanno dimostrato la fattibilità dell'utilizzo di vari stimoli esterni sulle pellicole sottili per controllare la struttura. Tecniche sperimentali che utilizzavano sofisticati sistemi di imaging hanno permesso la visualizzazione della modulazione spaziale delle proprietà fisiche e la piena caratterizzazione degli stati strutturati. Le conoscenze generate sugli stati inomogenei e la loro manipolazione dovrebbero avere un impatto diretto e importante sull'industria microelettronica e tutte le altre che la sostengono indirettamente.
