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Récord de piezorresistividad de un material sometiéndolo a gran presión

EFEFUTURO.- Científicos del Grupo de Nanoelectrónica de Óxidos del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) han logrado un récord histórico al medir los valores más altos de “piezorresistividad” jamás registrados en ningún material electrocerámico sometiéndolo a gran presión.

Una pieza de grafeno se pega a un palillo gracias a la electricidad estática. EFE/Long Wei.

El avance científico, que publica la revista Nanoescale, ha conseguido, con una sencilla técnica de someter el material a gran presión, superar incluso los registros de materiales de referencia como los nanohilos de silicio o el grafeno.
La “piezorresistividad” es un fenómeno que consiste en que ciertos materiales cambian su conductividad eléctrica cuando se les aplica una presión que los deforma.

La investigación la ha llevado a cabo el Grupo de Nanoelectrónica de Óxidos, encabezado por el profesor Gustau Catalan, y la doctora Neus Domingo, que han sometido a una gran presión un material, el iridiato de estroncio, y ha conseguido multiplicar por 250 su conductividad, algo jamás logrado.

Según ha informado el ICN2, este avance abre las puertas a usar nuevos materiales semiconductores para futuras aplicaciones en sensores, nuevos tipos de transistores y otros dispositivos electrónicos especializados, como sensores de presión o transistores microelectrónicos donde la corriente está regulada por presión en lugar de voltaje.

En los laboratorios del ICN2, los investigadores han medido una piezorresistividad enorme en un material cerámico, el iridato de estroncio usando un microscopio de fuerza atómica (AFM), un aparato que utiliza las agujas nanoscópicamente afiladas que permiten apretar el material y a la vez medir su conductividad.

Según los investigadores, se trata “de una manera nueva e imaginativa” de utilizar este equipamiento, ya que es la primera vez que la punta del microscopio AFM se utiliza para medir la piezorresistividad de un material.

La punta del AFM es tan pequeña que una fuerza minúscula resulta en valores de presión muy elevados.

Menos de 1 miligramo de fuerza (equivalente al peso de una hormiga), aplicada sobre una punta nanoscópica, se traduce en presiones de 100 toneladas (el peso de 20 elefantes) por centímetro cuadrado.

De hecho, las presiones son tan altas (hasta 10GPa) que, para evitar que las puntas del microscopio se aplasten, los científicos utilizan puntas de diamante.

Con estas presiones, los investigadores han conseguido hacer que el iridiato de estroncio conduzca 250 veces más electricidad.

Además, han descubierto que, a pesar de aplicar deformaciones más de 500 veces, la muestra del material no sufrió desperfectos.

Los científicos creen que este semiconductor es un buen candidato para futuras aplicaciones electrónicas, aunque el iridio es un material muy poco abundante en la Tierra y por eso ya están buscando materiales alternativos.

Las muestras para esta investigación han sido fabricadas en la University of California (EEUU) y el estudio se ha realizado en el ICN2 en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB). EFEfuturo
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