Manipular el flujo de electrones conducirá a una electrónica más sostenible

Manipular el flujo de electrones conducirá a una electrónica más sostenible
Yolanda Moreno
3 minutos
Manipular el flujo de electrones conducirá a una electrónica más sostenible

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Los investigadores de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) han encontrado un método completamente nuevo para controlar las propiedades electrónicas de los materiales de óxido. Esto abre la puerta a componentes aún más pequeños y tal vez a una electrónica más sostenible. «Hemos encontrado una forma completamente nueva de controlar la conductividad de los materiales a nanoescala», dice el profesor Dennis Meier del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de NTNU.

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Una de las mejores cosas del nuevo método es que no interfiere con otras propiedades del material, como lo hacían los métodos anteriores. Esto lo hace posible combinar varias funciones en el mismo material, que es un gran avance para la tecnología a nanoescala.

“Lo que es realmente bueno es que este proyecto está gestionado por NTNU e involucra a personas de diferentes departamentos. También nos beneficiamos de instalaciones clave como el NanoLab y el Centro Gemini TEM (Microscopía Electrónica de Transmisión). Este enfoque interdisciplinario muestra lo que podemos hacer cuando trabajamos juntos «, Dice Meier. Un nuevo artículo en la revista Materiales de la naturaleza afrontar los resultados. El artículo atrajo la atención internacional incluso antes de su impresión. Las posibilidades que ofrece el descubrimiento se discutieron en la edición de agosto de Materiales de la naturaleza por los principales expertos del sector.

Grandes avances para los aparatos electrónicos del futuro

Rara vez pensamos en la tecnología detrás de encender una bombilla o en nuestro uso de electrodomésticos. Controlar partículas cargadas en una escala diminuta es simplemente parte de la vida cotidiana. Pero en una nanoescala mucho más pequeña, los científicos ahora son capaces de manipular el flujo de electrones. Esto abre posibilidades para componentes aún más pequeños en computadoras y teléfonos celulares que apenas usan electricidad.

Sin embargo, sigue existiendo un problema subyacente. Es posible simular componentes electrónicos a nanoescala, pero algunos de los conceptos más prometedores parecen excluirse mutuamente. Esto significa que no es posible combinar varios componentes para crear una red. «El uso de fenómenos cuánticos requiere una precisión extrema para mantener la relación correcta entre las diferentes sustancias en el material mientras se cambia la estructura química del material, lo cual es necesario si queremos crear sinapsis artificiales para simular las propiedades de las vías nerviosas como las conocemos. de la biología » Meier informó.

Los esfuerzos colaborativos interdepartamentales, dirigidos por el profesor Meier, han logrado sortear algunos de estos problemas desarrollando un nuevo enfoque. «El nuevo enfoque se basa en la explotación de irregularidades» ocultas «a nivel atómico, los llamados defectos anti-Frenkel», Dice Meier. Los investigadores lograron crear tales defectos ellos mismos, permitiendo así que un material aislante se convierta Conducto electrico.

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Electrónica más sostenible para un futuro más respetuoso con el medio ambiente

Los defectos del material están relacionados con sus diversas propiedades. Sin embargo, los defectos anti-Frenkel pueden manipularse de tal manera que los cambios en la conductividad no afectar la estructura real del material o cambiar sus otras propiedades, como el magnetismo y el ferroelectricidad. “Mantener la integridad estructural hace posible diseñar dispositivos multifuncionales utilizando el mismo material. Este es un gran paso hacia una nueva tecnología a nanoescala «, Dice Meier.

Otro beneficio del nuevo enfoque es que los investigadores pueden borrar componentes a nanoescala usando un simple tratamiento térmico. Así que puedes modificar o actualizar componentes en el material más tarde. “Quizás podamos usar nuestros aparatos electrónicos por más tiempo en lugar de reciclarlos o tirarlos. Simplemente podemos actualizarlos. Esto es fundamentalmente mucho más ecológico «, Dice Meier.

La planificación ya está en marcha para nuevos intentos combinar varios componentes. El trabajo es apoyado porConsejo Europeo de Investigaciones a través de una Beca ERC Consolidator que Meier recibió el año pasado. El renombrado también está involucrado Centro de Espintrónica Cuántica (QuSpin). El objetivo es usar tanto la carga como el giro de los electrones para darnos un futuro más respetuoso con el medio ambiente.

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