Un equipo de investigadores de China, y Australia han descubierto que agregar el elemento de tierras raras samario a los cristales piezoeléctricos puede mejorar drásticamente su rendimiento. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su trabajo y qué tan bien se desempeñaron los cristales alterados cuando se probaron. Jiří Hlinka con Fyzikální ústav Akademie Věd České Republiky ha publicado un artículo en Perspectiva sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.

Los dispositivos piezoeléctricos han aparecido mucho en las noticias últimamente, ya que los científicos han estado investigando si podrían usarse para producir electricidad a partir de fuentes novedosas. como en zapatos cuando la gente camina, o adherido a la ropa cuando se dobla. Son convenientes de usar porque pueden convertir oscilaciones mecánicas en señales eléctricas. Menos conocido es que también se utilizan en sensores como en herramientas de ultrasonido. Para que un dispositivo piezoeléctrico funcione, debe tener un material en su interior que responda a las vibraciones; hasta la fecha, el mejor material para el trabajo ha sido un cristal de óxido de perovskita llamado PMN-PT. Los científicos han estado buscando formas de mejorar el rendimiento de los dispositivos piezoeléctricos buscando otros materiales y buscando formas de mejorar el rendimiento de los cristales de PMN-PT. En este nuevo esfuerzo, los investigadores eligieron este último enfoque y afirman haber encontrado una manera de duplicar su rendimiento.

Los investigadores encontraron que agregar samario a la mezcla a medida que se cultivaba PMN-PT (utilizando un enfoque de Bridgman modificado) resultó en una versión del cristal de PMN-PT que era dramáticamente mejor para generar una carga eléctrica. Más específicamente, descubrieron que todo lo que necesitaban era agregar un solo átomo de samario por cada 1000 cristales parentales. Señalan que los cristales de PMN-PT convencionales generan una media de 1, 200 a 2, 500 pC / N. Probar la versión mejorada demostró que es capaz de producir 3, 400 a 4, 100 pC / N. Los investigadores también encontraron que agregar samario a los cristales los hacía más heterogéneos y también daba como resultado que otras propiedades del cristal fueran más uniformes en general. Y, Hacerlo también permitió que los cristales crecieran más, lo que podría resultar en ahorros de costos.

Los investigadores sugieren que los sensores con cristales mejorados tendrían una mejor resolución y más sensibilidad. También serían más eficientes.

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