Innovatieve synthese onthult unieke eigenschappen van perovskieten

AmsterdamOnderzoekers van de Universiteit van Nagoya in Japan hebben een nieuwe methode ontdekt om meerlagige perovskieten te vervaardigen. Dit type materiaal heeft bijzondere elektrische eigenschappen die veranderen afhankelijk van het aantal lagen. Door gebruik te maken van een sjabloon synthese methode, hebben ze perovskieten met 4 en 5 lagen gecreëerd, die unieke eigenschappen in hun elektrische gedrag vertonen.

Perovskieten spelen een belangrijke rol in de elektronica omdat ze hun elektrische oriëntatie kunnen veranderen onder invloed van een extern elektrisch veld. Deze eigenschap, bekend als ferro-elektriciteit, is essentieel voor tal van elektronische apparaten, zoals:

• Geheugenapparaten
• Condensatoren
• Actuatoren
• Sensorapparatuur

Deze apparaten kunnen eenvoudig in- en uitgeschakeld worden, wat hun werking verbetert en ze milieuvriendelijker maakt. Dit onderzoek is een belangrijke stap in de ontwikkeling van loodvrije ferro-elektrica, die essentieel zullen zijn voor toekomstige elektronische apparaten.

De methode ontwikkeld door het team van de Universiteit van Nagoya biedt nauwkeurige controle over het aantal perovskietlagen dat wordt gemaakt. Ze beginnen met een basis van drie lagen en voegen vervolgens strontiumtitanaat (SrTiO3) toe om het aantal lagen geleidelijk te verhogen. Deze aanpak zorgt voor betere stabiliteit en controle bij het opbouwen van gelaagde structuren dan voorheen.

Lees ook:

Vandaag · 16:32

Breinstructuur en politieke overtuigingen: intrigerende verbanden ontdekt

Het ontwikkelen van innovatieve materialen.

De studie toonde aan dat deze speciaal vervaardigde perovskieten verschillende eigenschappen vertonen afhankelijk van het aantal lagen. Bij een oneven aantal lagen volgen de perovskieten de gebruikelijke patronen van directe ferro-elektriciteit. Bij een even aantal lagen vertonen ze indirecte ferro-elektriciteit. Deze bevinding biedt nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar ferro-elektrische en andere elektronische materialen.

Deze studie kan een grote invloed hebben. Door een breder scala aan materialen te onderzoeken, kunnen wetenschappers alternatieven verkennen die verder gaan dan de gebruikelijke opties. Dit zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met verbeterde eigenschappen. Bovendien kunnen wetenschappers, door het gedrag van specifieke lagen te bestuderen, mogelijk op maat gemaakte elektronica creëren voor verschillende toepassingen.

Onderzoekers richten zich op Dion-Jacobson (DJ)-type gelaagde perovskieten vanwege hun bijzondere structuur van asymmetrische octaedrische lagen. Deze unieke structuur verleent hen speciale ferro-elektrische eigenschappen. Deze eigenschappen ontstaan door de beweging van positieve en negatieve ionen en de rotatie van octaëders als gevolg van grootteverschillen, wat mogelijk kan leiden tot nieuwe technologische ontwikkelingen in de elektronica.