El gráfico destaca cómo cambian las propiedades de los semiconductores a medida que disminuye el tamaño del grano en las perovskitas policristalinas con defectos químicos complejos. Los investigadores han desarrollado un modelo que se puede utilizar para ayudar a los ingenieros a crear nuevos dispositivos de almacenamiento de energía para su uso en una amplia gama de productos electrónicos. Crédito:Doug Irving, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un modelo computacional que ayuda a los usuarios a comprender cómo los cambios en la nanoestructura de los materiales afectan su conductividad, con el objetivo de informar el desarrollo de nuevos dispositivos de almacenamiento de energía para una amplia gama de productos electrónicos.
Específicamente, los investigadores se centraron en los materiales utilizados para fabricar condensadores, que son dispositivos de almacenamiento de energía que se utilizan en todo, desde teléfonos inteligentes hasta satélites.
"Probablemente utilice miles de condensadores en su vida diaria, lo sepas o no, "dice Doug Irving, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en NC State.
El material del que está hecho un condensador afecta su rendimiento. Entonces, Irving y sus colaboradores se propusieron desarrollar un modelo para comprender cómo las características estructurales de un material afectan la conductividad del material.
"Una de las cosas que nos complacen es que este modelo analiza múltiples escalas espaciales simultáneamente, capturando todo lo que está sucediendo desde la escala a nivel de dispositivo hasta la nanoescala, "Dice Irving.
"Por ejemplo, nuestro modelo analiza cosas como defectos y límites de grano, "Dice Irving." Los defectos son cosas como átomos faltantes en la estructura de un material, o dónde se encuentran los átomos "incorrectos" en la estructura. Los límites de grano son donde diferentes estructuras cristalinas se encuentran entre sí. Bien, nuestro modelo analiza cómo cosas como los defectos y los límites de los granos afectan la presencia y el movimiento de electrones a través de un material.
"Debido a que las diferentes formas de procesar un material pueden controlar la presencia y distribución de elementos como defectos y límites de grano, el modelo nos brinda información que se puede utilizar para diseñar materiales que satisfagan las demandas de aplicaciones específicas. En otras palabras, Somos optimistas de que el modelo puede ayudarnos a mantener bajo el costo de los futuros condensadores. mientras se asegura de que funcionen bien y duren mucho tiempo ".
El papel, "Influencia de la carga espacial en la conductividad de SrTiO nanocristalino 3 , "se publica en el Revista de física aplicada .
