Kullan sähkökenttä muokkaa kiteitä26.08.2020 Atomimalli Au-SrTiO3 Schottky-rajapinnasta. Warwickin yliopiston tutkijat ovat löytäneet tavan saada kiteissä aikaan sähköisiä vaikutuksia, joihin ne eivät aiemmin kyenneet, kuten muuntaa liikettä tai lämpöä sähköksi yksinkertaisesti lisäämällä palan metallia niiden pintaan. Avain tekniikkaan on rikkoa materiaalin kiderakenteen symmetria. Usein tutkijat haluavat nimenomaan rikkoa symmetrian saadakseen esiin uusia vaikutuksia. Aiemmin on tutkittu tapoja rikkoa symmetria mekaanisin keinoin. Tässä työssä tarkasteltiin mahdollisuutta rikkoa symmetria sähkökentän avulla. Uusi menetelmä osoittaa, että vaikutukset voivat olla suurempia kuin perinteisillä bulkkimateriaaleilla, mikä tekee menetelmästä ihanteellisen käytettäväksi tekniikoissa, kuten anturit, energian muuntaminen ja mobiilitekniikat. Kide voi toimia puolijohteena antaen sähkövirran virrata sen läpi. Lisäämällä pienen kappaleen metalli kiteen pintaan, tutkijat loivat Schottky liitoksen. Tämä indusoi puolijohteeseen sähkökentän, joka herättää puolijohderakenteen metallin alla, rikkoen sen symmetrian ja mahdollistaen uusia vaikutuksia, jotka eivät aiemmin olleet mahdollisia. Niihin vaikutuksiin, joita tutkijat havaitsivat, sisältyi pietsosähköinen vaikutus ja pyroelektrinen vaikutus. Tutkijat käyttivät kultaa ja platinaa liitoksien luomiseen korkean termodynaamisen työfunktionsa vuoksi, mutta kupari, hopea, kulta, iridium tai platina olisivat myös hyviä vaihtoehtoja. Kiteissä käytettiin strontiumtitanaattia, titaanidioksidia ja piitä. Mikään näistä materiaaleista ei normaalisti osoita pietsosähköistä tai pyroelektristä vaikutusta. Kun materiaaleilla on pietsosähköinen tai pyroelektrinen vaikutus, ne voivat tuottaa sähköä, kun he kokevat voimaa (pietsosähköisen vaikutuksen tapauksessa) tai lämpötilan muutosta (pyroelektrisen vaikutuksen tapauksessa). Havaitsemalla materiaaleissa syntyvän sähkön, tutkijat saattoivat vahvistaa näiden vaikutusten olemassaolon. Havaitut vaikutukset antavat tekniikalle suuren potentiaalin käytettäväksi antureissa, jotka vaativat suurta herkkyyttä, tai tekniikoissa, jotka tukeutuvat energian muuntamiseen. Pietsosähköisenä vaikutuksena kiteet voivat kerätä energiaa tai toimia toimilaitteena tai muuntimena. Pyroelektrisen vaikutuksen ansiosta ne voivat toimia anturina tai infrapunakuvauksessa. Lisäksi pieni mitta, jossa tämä vaikutus näkyy ja sen korkea hyötysuhde tekisivät siitä ihanteellisen käytettäväksi mobiiliteknologiassa. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.