Crystal Plus Gold: un potente duo di semiconduttori?

17 ore fa p Luke James I ricercatori dell'Università di Warwick hanno scoperto che aggiungendo una piccola quantità di oro - o qualsiasi altro metallo nobile - a un cristallo, possono alterarne la struttura e indurre effetti elettrici di cui prima non era capace, come convertire il calore in elettricità . Questa scoperta consente alla nuova sostanza di funzionare efficacemente come semiconduttore. Il metodo del team, che è stato spiegato nella rivista Nature il mese scorso, dimostra che il materiale cristallino modificato potrebbe essere utile nelle applicazioni di rilevamento, nella conversione di energia e nelle tecnologie mobili.
Secondo il documento di ricerca, il metodo si basa sull'alterazione della simmetria della struttura del cristallo. Un cristallo può essere composto da diversi atomi diversi, purché abbia una struttura ordinata di particelle che si formano in uno schema simmetrico. Tuttavia, da un punto di vista funzionale, l'obiettivo non è la simmetria, afferma il co-autore principale, il professor Marin Alexe.
Invece, i ricercatori cercano di rompere questa struttura simmetrica in modo da produrre nuovi effetti. In questo studio, si è scoperto che il cristallo funziona come un semiconduttore e consente a una corrente elettrica di fluire attraverso di esso. Aggiungendo un piccolo pezzo di metallo, in questo caso l'oro, alla superficie del cristallo, i ricercatori hanno creato una giunzione Schottky.
Questo induce un campo elettrico che eccita la struttura del semiconduttore sotto il metallo, rompendone la simmetria e dando origine a nuovi effetti, tra cui un effetto piezoelettrico e piroelettrico noto come "effetti di interfaccia". Gli effetti dell'interfaccia sono limitati in una regione poco profonda del cristallo sotto il metallo. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato i metalli nobili platino e oro per creare la loro giunzione.
Questi sono stati selezionati per la loro elevata funzione di lavoro termodinamico; tuttavia, anche altri metalli nobili come rame, argento o iridio sarebbero opzioni praticabili. Per i cristalli stessi sono stati utilizzati biossido di titanio e silicio. Normalmente, questi materiali non mostrerebbero un effetto piezoelettrico o piroelettrico.
Una volta che subiscono i cambiamenti indicati in questo studio, tuttavia, possono produrre elettricità quando subiscono una forza (effetto piezoelettrico) o un cambiamento di temperatura (effetto piroelettrico). I materiali potrebbero quindi essere utilizzati in applicazioni di rilevamento che richiedono un'elevata sensibilità o in altre tecnologie che richiedono la conversione di energia. Concludendo il documento di ricerca, il professor Alexe ha affermato che il lavoro del suo team fornisce un percorso completamente diverso per modificare i materiali e mettere a punto gli effetti risultanti, aprendo molte possibilità e applicazioni, alcune delle quali potrebbero essere ancora sconosciute.
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