(PhysOrg.com) - La perspectiva de la electrónica a nanoescala puede ser aún más prometedora con la primera observación de conductancia metálica en nanodominios ferroeléctricos realizada por investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.

Materiales ferroeléctricos, que cambian su polarización con la aplicación de un campo eléctrico, se han utilizado durante mucho tiempo en dispositivos como sensores y máquinas de ultrasonido. Ahora, Los descubrimientos sobre las propiedades electrónicas de los ferroeléctricos están abriendo posibilidades de aplicaciones en la electrónica a nanoescala y el almacenamiento de información.

En un artículo publicado en la American Chemical Society Nano letras , el equipo dirigido por ORNL demostró la conductividad metálica en una película ferroeléctrica que de otra manera actúa como aislante. Este fenómeno de una transición aislante-metal fue predicho hace más de 40 años por los teóricos, pero ha eludido la prueba experimental hasta ahora.

"Este hallazgo identifica inequívocamente un nuevo canal de conducción que se filtra a través de la matriz aislante del ferroeléctrico, que abre posibilidades potencialmente emocionantes para 'escribir' y 'borrar' circuitos con dimensiones a nanoescala, ", dijo el autor principal Peter Maksymovych del Centro de Ciencias de Materiales Nanofásicos de ORNL.

Desde una perspectiva aplicada, la capacidad de usar solo un campo eléctrico como una perilla que sintoniza tanto la magnitud de la conductividad metálica en un ferroeléctrico como el tipo de portadores de carga es particularmente intrigante. Hacer esto último en un semiconductor requeriría un cambio en la composición del material.

"No solo podemos activar la conductividad metálica, pero si sigues cambiando los diales de sesgo, puedes controlar el comportamiento con mucha precisión, ", Dijo Maksymovych." Y cuanto más pequeño es el nanodominio, mejor se conduce. Todo esto ocurre exactamente en la misma posición del material, y podemos pasar de un aislante a un metal mejor o peor en un latido del corazón o más rápido. Esto es potencialmente atractivo para aplicaciones, y también conduce a interesantes cuestiones fundamentales sobre el mecanismo exacto de la conductividad metálica ".

Aunque los investigadores centraron su estudio en una película ferroeléctrica conocida llamada titanato de plomo-circonato, esperan que sus observaciones sean válidas para una gama más amplia de materiales ferroeléctricos.

"También anticipamos que la ampliación de nuestros estudios a multiferroics, Los anti-ferroeléctricos y de fase mixta revelarán toda una familia de propiedades electrónicas previamente desconocidas, abriendo nuevos caminos tanto en fundamentos como en aplicaciones, ", dijo el coautor y científico senior de ORNL Sergei Kalinin.