Svelate proprietà dei perovskiti ferroelettrici multistrato

RomeRicercatori dell'Università di Nagoya in Giappone hanno scoperto un modo innovativo per realizzare perovskiti multistrato, un tipo di materiale con proprietà elettriche speciali che variano in base al numero di strati. Attraverso un metodo di sintesi a stampo, hanno creato perovskiti a 4 e 5 strati, mostrando comportamenti unici nelle loro proprietà elettriche.

I perovskiti rivestono un ruolo fondamentale nell'elettronica poiché sono in grado di modificare il loro allineamento elettrico quando viene applicato un campo elettrico esterno. Questa capacità, conosciuta come ferroelettricità, è essenziale per numerosi dispositivi elettronici, come:

Dispositivi di memoria, condensatori, attuatori, sensori.

Questi dispositivi possono accendersi e spegnersi facilmente, il che li rende più efficienti e rispettosi dell'ambiente. Questo studio rappresenta un importante progresso nello sviluppo di ferroelettrici privi di piombo, fondamentali per i dispositivi elettronici del futuro.

Il team dell'Università di Nagoya ha sviluppato un metodo che permette un controllo preciso sul numero di strati di perovskite da realizzare. Cominciano con una base di tre strati e successivamente aggiungono titanato di stronzio (SrTiO3) per aumentare gradualmente il numero di strati. Questo approccio consente la costruzione di strutture stratificate con una stabilità e un controllo migliorati rispetto al passato.

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Promuovere lo sviluppo di materiali innovativi.

Lo studio ha scoperto che questi perovskiti appositamente creati mostrano comportamenti diversi a seconda del numero di strati. Quando il numero di strati è dispari, i perovskiti seguono i modelli abituali di ferroelettricità diretta. Invece, quando il numero di strati è pari, manifestano ferroelettricità indiretta. Questa scoperta apre nuove opportunità di ricerca nei materiali ferroelettrici e in altri materiali elettronici.

Questo lavoro potrebbe avere un impatto significativo. Esplorando una gamma più ampia di materiali, i ricercatori possono considerare alternative oltre a quelle convenzionali. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di materiali con caratteristiche superiori rispetto a quelli attuali. Inoltre, comprendendo il comportamento di specifici strati, gli scienziati potrebbero realizzare elettronica personalizzata per diverse necessità.

I ricercatori sono interessati ai perovskiti stratificati di tipo Dion-Jacobson (DJ) grazie alla loro struttura unica che presenta strati ottaedrici non simmetrici. Questa particolarità conferisce loro speciali proprietà ferroelettriche. Tali proprietà derivano dal movimento di ioni positivi e negativi e dalla rotazione degli ottaedri causata dalle differenze di dimensione, potenzialmente portando a nuovi sviluppi tecnologici nel campo dell'elettronica.