Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía han informado de avances en la fabricación de materiales avanzados a nanoescala. El autoensamblaje espontáneo de nanoestructuras compuestas por múltiples elementos allana el camino hacia materiales que podrían mejorar una gama de tecnologías de eficiencia energética y dispositivos de almacenamiento de datos.

El investigador de la División de Ciencia y Tecnología de Materiales de ORNL, Amit Goyal, dirigió el esfuerzo, combinando estudios teóricos y experimentales para comprender y controlar el autoensamblaje de nanodots y nanorods aislantes de óxido de bario y circonio dentro de películas superconductoras de óxido de bario-cobre.

"Descubrimos que un campo de tensión que se desarrolla alrededor de los nanodots y nanobarras incrustados es una fuerza impulsora clave en el autoensamblaje, "dijo Goyal, un miembro corporativo de UT-Battelle. "Al ajustar el campo de tensión, los nanodefectos se autoensamblaron dentro de la película superconductora e incluyeron defectos alineados tanto en dirección vertical como horizontal ".

El ensamblaje controlado dentro del material superconductor resultó en propiedades muy mejoradas, Goyal dijo, incluyendo una marcada reducción en la anisotropía del material, o dependencia direccional, deseado para muchos a gran escala, aplicaciones de superconductividad de alta temperatura.

El ajuste de tensión que demostró el equipo tiene implicaciones en la fabricación a nanoescala de nanoestructuras autoensambladas de múltiples elementos, con propiedades adecuadas para una amplia gama de aplicaciones eléctricas y electrónicas, incluyendo multiferroics, magnetoeléctricos, termoeléctrica, fotovoltaica, almacenamiento de información de densidad ultra alta y superconductores de alta temperatura.

"Tales películas de nanocompuestos con diferente composición general, concentración, el tamaño de la característica y el orden espacial pueden producir una serie de propiedades novedosas y sin precedentes que no se exhiben en materiales individuales o fases que comprenden las películas compuestas, "Dijo Goyal.

La investigación se informa hoy en la revista Materiales funcionales avanzados .