Las propiedades mecánicas de los nanomateriales pueden alterarse debido a la aplicación de voltaje, Los investigadores de la Universidad de Wyoming lo han descubierto.

Los investigadores, dirigido por TeYu Chien, un profesor asistente de la Universidad de Washington en el Departamento de Física y Astronomía, determinó que el campo eléctrico es responsable de alterar la tenacidad a la fractura de los nanomateriales, que se utilizan en dispositivos electrónicos de última generación. Es la primera evidencia observada de que el campo eléctrico cambia la tenacidad a la fractura a una escala nanométrica.

Este hallazgo abre el camino para una mayor investigación de los nanomateriales con respecto a las interacciones entre el campo eléctrico y las propiedades mecánicas, lo cual es extremadamente importante para aplicaciones e investigación fundamental.

Chien es el autor principal de un artículo, titulado "Cambio de propiedad mecánico inducido por campo eléctrico incorporado en las interfaces de titanato de estroncio dopado de nicquelato de lantano / Nb, "que se publicó recientemente en Informes científicos . Informes científicos es un online, Revista de acceso abierto de los editores de Nature. La revista publica investigaciones primarias científicamente válidas de todas las áreas de las ciencias naturales y clínicas.

Otros investigadores que contribuyeron al artículo son de la Universidad de Arkansas, Universidad de Tennessee y Laboratorio Nacional Argonne en Argonne, Voy a.

Chien y su equipo de investigación estudiaron las superficies de las interfaces fracturadas de materiales cerámicos, incluyendo niquelato de lantano y titanato de estroncio con una pequeña cantidad de niobio. Los investigadores revelaron que el titanato de estroncio, dentro de unos pocos nanómetros de las interfaces, fracturado de manera diferente al titanato de estroncio lejos de las interfaces.

Se eligieron los dos materiales cerámicos porque uno es un óxido metálico mientras que el otro es un semiconductor. Cuando los dos tipos de materiales entran en contacto entre sí, un campo eléctrico intrínseco se formará automáticamente en una región, conocida como la barrera de Schottky, cerca de la interfaz, Chien explica. La barrera de Schottky se refiere a la región donde se forma un campo eléctrico intrínseco en las interfaces metal / semiconductor.

El campo eléctrico intrínseco en las interfaces es un fenómeno inevitable siempre que un material está en contacto con otro. Los efectos del campo eléctrico sobre las propiedades mecánicas de los materiales rara vez se estudian, especialmente para nanomateriales. Comprender los efectos del campo eléctrico es extremadamente importante para las aplicaciones del sistema nanoelectromecánico (NEMS), que son dispositivos, como actuadores, integrando funcionalidades eléctricas y mecánicas a nanoescala.

Para materiales NEMS fabricados en nanoescala, La comprensión de las propiedades mecánicas afectadas por los campos eléctricos es fundamental para un control total del rendimiento del dispositivo. Las observaciones de este estudio allanan el camino para comprender mejor las propiedades mecánicas de los nanomateriales.

"El campo eléctrico cambia la longitud del enlace interatómico en el cristal al empujar iones cargados positiva y negativamente en direcciones opuestas, "Dice Chien." Alterar la longitud de la unión cambia la fuerza de la unión. Por eso, las propiedades mecánicas, como la tenacidad a la fractura ".

"La imagen completa es la siguiente:el campo eléctrico intrínseco en la barrera Schottky se creó en las interfaces. Esto luego polarizó los materiales cerca de las interfaces cambiando las posiciones atómicas en el cristal. Las posiciones atómicas cambiadas alteraron la longitud del enlace interatómico en el interior los materiales para cambiar las propiedades mecánicas cerca de las interfaces, "Chien resume.