Lennon y McCartney. Abbott y Costello. Crema de maní y mermelada.

Piense en la mitad de cualquier dúo famoso, y probablemente se le ocurra la otra mitad. No solo se complementan, pero juntos funcionan mejor.

Lo mismo ocurre en el floreciente campo de los materiales electrónicos de óxido. Con una amplia gama de comportamientos, incluyendo electrónica, magnéticos y superconductores, Estos materiales multifuncionales están preparados para expandir la forma en que pensamos sobre las funciones de los dispositivos electrónicos tradicionales basados ​​en silicio, como teléfonos celulares o computadoras.

Sin embargo, hasta ahora ha faltado un aspecto crítico, uno que complementa la función de los electrones en la electrónica del óxido. Y un equipo dirigido por el científico de materiales de la Universidad de Wisconsin-Madison, Chang-Beom Eom, ha observado directamente que falta la segunda mitad del dúo necesario para hacer avanzar los materiales electrónicos de óxido.

Se llama gas de agujero bidimensional, una contraparte de algo conocido como gas de electrones bidimensional. Durante más de una década, Los investigadores han reconocido que era posible la aparición de un gas de agujero, pero no he podido crearlo de forma experimental.

Escribiendo hoy (5 de febrero de 2018) en la revista Materiales de la naturaleza , Eom y sus colaboradores proporcionaron evidencia de un gas hueco coexistiendo con el gas de electrones. Diseñaron un material ultrafino, conocida como estructura de película delgada, específicamente para esta investigación.

"El gas del agujero 2D no fue posible principalmente porque no se pudieron cultivar cristales lo suficientemente perfectos, "dice Eom, el profesor Theodore H. Geballe y el profesor distinguido Harvey D. Spangler de ciencia e ingeniería de materiales. "Dentro, hubo defectos que mataron el gas del pozo ".

Eom es un experto mundial en crecimiento de materiales, utilizando técnicas que le permitan construir meticulosamente, o "crecer, "cada capa de un material con precisión atómica. Esa experiencia, combinado con información sobre la interacción entre capas en su estructura, fue clave para identificar el escurridizo gas del agujero 2D.

"Pudimos diseñar la estructura correcta y hacer cristales casi perfectos, todo sin defectos que degraden el gas del pozo, " él dice.

También fue importante para identificar el gas del agujero la forma casi simétrica en la que Eom ensambló las distintas capas, algo así como un sándwich club. Mientras que otros investigadores han fabricado el material en una estructura de dos capas, Eom diseñó una triple capa. Alternó capas de óxido de estroncio y dióxido de titanio en la parte inferior, luego capas de óxido de lantano y óxido de aluminio, luego agregó capas adicionales de óxido de estroncio y dióxido de titanio en la parte superior.

Como resultado, el gas del agujero se forma en la interfaz de las capas en la parte superior, mientras que el gas de electrones se forma en la interfaz de las capas en la parte inferior, la primera demostración de un par complementario muy poderoso.

Así como la gente hace 50 años probablemente no podría haber imaginado comunicarse a través de dispositivos inalámbricos, el avance establece una plataforma que puede habilitar nuevos conceptos-aplicaciones que hoy permanecen más allá de nuestros sueños más locos.

"No solo estamos mejorando el rendimiento de los dispositivos, "dice Eom". no mejorar un celular, por ejemplo, pero imaginando un dispositivo completamente nuevo hecho posible por este avance. Este es el comienzo de un nuevo y emocionante camino ".