Monóxido de titanio (TiO), un compuesto químico inorgánico, es un material que ha eludido un estudio minucioso por parte de los físicos debido a la escasez de muestras de monocristales de alta pureza. Un equipo de investigadores, aunque, ahora ha podido sintetizar y examinar TiO de alta calidad y encuentra que este material tiene algunas propiedades sorprendentes.

El equipo de investigación que incluye científicos de Yale, Universidad de Columbia Britanica, Universidad de la Academia de Ciencias de China, y el Laboratorio Nacional de Brookhaven, encuentra que el TiO actúa como un superconductor, un material que puede transportar electrones sin resistencia, a una temperatura cercana a menos 273 grados Celsius. La superconductividad lo distingue de otros materiales de la familia del monóxido. Los resultados se publican en Avances de la ciencia .

"El hecho de que sea un superconductor es sorprendente, debido a que la superconductividad es rara en los óxidos con solo un oxígeno por átomo de metal, "dijo el coautor Sangjae Lee, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Charles Ahn, el profesor John C. Malone de Física Aplicada y presidente del departamento. "Encontramos que está muy cerca del comportamiento superconductor del propio metal titanio".

El TiO está compuesto por un solo oxígeno que se une entre los átomos de titanio. El pensamiento convencional predice que el vínculo entre el titanio y el oxígeno es responsable de gran parte de la interesante física del material, pero una mirada más cercana revela que el titanio en sí es un factor clave para las propiedades electrónicas.

Una razón por la que el TiO no se ha estudiado más es porque es muy difícil obtener muestras de alta calidad. Usando un método de crecimiento de material conocido como epitaxia de haz molecular, sin embargo, el equipo de investigación puede sintetizar una muestra de alta pureza del material a estudiar.

"En comparación con otros métodos de crecimiento, La epitaxia de haz molecular es lo suficientemente flexible como para estabilizar fases que no se pueden sintetizar de otra manera, "Dijo Lee.

Una vez que tuvieron una muestra de alta pureza, utilizaron una serie de técnicas experimentales y teóricas para estudiarlo y adquirir información sobre su comportamiento y estructura electrónicos.

"Al combinar todos los datos experimentales con la teoría, podemos determinar que el comportamiento superconductor muy interesante proviene de la naturaleza de la unión titanio-titanio en este material.

Ahora que han sintetizado TiO, Lee dijo que existen numerosas vías para dilucidar la relación entre la estructura y el comportamiento electrónico de otras clases similares de materiales de óxido superconductores.

"Revela muchas direcciones importantes que la comunidad puede tomar, " él dijo.