Esquema que muestra el movimiento de nanopartículas ricas en bario fundidas hacia la superficie de una matriz rica en itrio y cobre. La imagen del microscopio electrónico de transmisión confirma que esto conduce al crecimiento de nanocables de óxido de cobre, bario ytrio a través del mecanismo microcrucible.
(Phys.org) —Un mecanismo de crecimiento de óxidos metálicos anisotrópicos que se predijo hace 20 años ha sido observado por primera vez por investigadores de la Universidad de Bristol. El trabajo se describe en un artículo publicado esta semana en Ciencias .
La fabricación de nanocables de materiales funcionales ternarios y cuaternarios se ha convertido en un objetivo importante para su aplicación en circuitos miniaturizados como diodos y transistores, puertas y sensores coaxiales.
Sin embargo, los mecanismos de crecimiento son complejos e invariablemente proceden a través de un proceso de vapor-líquido-sólido que da como resultado nanocables con una morfología decreciente. Un nanoalambre que se estrecha es indeseable para aplicaciones, ya que la funcionalidad variaría a lo largo de la longitud, y quizás hasta desaparecer, una vez que se alcanzó un tamaño crítico.
Dr. Simon Hall y Rebecca Boston en la Facultad de Química, junto con colegas de la Universidad de Birmingham y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales en Tsukuba, Japón ha cultivado con éxito nanocables de una fase del óxido de cobre, bario ytrio superconductor que tiene un área de sección transversal constante.
Al hacerlo, diseñaron sus síntesis para que procedieran a través del llamado "mecanismo microcrucible" del crecimiento de cristales. Este mecanismo se propuso por primera vez para explicar el crecimiento de ciertos bigotes macroscópicos de óxido metálico en 1994, pero nunca se ha observado a ninguna escala de longitud hasta ahora.
El equipo logró la primera observación de este mecanismo de crecimiento utilizando un microscopio electrónico de transmisión de alta resolución con captura de video y un horno in situ. Esto les permitió observar directamente nanopartículas fundidas de carbonato de bario que migran a través de una matriz porosa rica en itrio y cobre. catalizando el crecimiento de nanocables de microcrucibles de tamaño nanométrico al llegar a la superficie.
El Dr. Simon Hall dijo:"Los nanocables producidos de esta manera tendrán las mismas propiedades físicas en toda su longitud, conduciendo a una capacidad de transporte de corriente más uniforme, comportamiento ferroico y resistencia a la tracción.
"Este trabajo podría allanar el camino para la próxima generación de dispositivos que utilicen nuevos materiales funcionales de alto rendimiento como componente clave ".
