Um grupo de cientistas da Universidade de Liverpool, do University College de Londres e da Universidade de Saragoça, na Espanha, encontrou uma nova e bastante incomum maneira de controlar a mudança de condutividade elétrica no nível de nanoescala. Um pequeno interruptor elétrico é uma camada de sal cristalino, incluindo um sal comum, vários átomos de espessura. Este cristal plano está localizado em uma base fina de cobre puro, separado por uma camada de nitreto de cobre. Toda essa estrutura multicamada é um chamado "dipolo elétrico", cuja orientação pode ser alterada aplicando um campo elétrico externo.
Se você tomar qualquer um dos materiais e transformá-lo de cabeça para baixo, sua rede de cristal ficará exatamente igual em ambos os casos no nível atômico. Naturalmente, o movimento de cargas elétricas ao longo de tal material é completamente independente da sua orientação espacial e da direção do movimento da corrente elétrica. Em alguns materiais, tal simetria não é observada e as cargas elétricas que se deslocam para elas se alinham, formando dipolos elétricos, cuja orientação pode ser alterada eletricamente. Se a orientação desses dipolos for mantida após a remoção do campo, esses materiais são referidos a ferroelétricos, análogos elétricos de ferromagnetos.
A propriedade de preservar a direção da magnetização magnética de ferromagnetos tem sido amplamente utilizada por muitos anos em dispositivos de gravação e armazenamento de informações magnéticas. Infelizmente, a mesma ampla aplicação de ferro-eletricidade é impedida pelo fato de que esses materiais perdem a capacidade de trocar, sendo incluídos em circuitos elétricos em nanoescala.
Para superar este problema, os cientistas usaram o fato de que as propriedades de alguns materiais variam radicalmente no caso de lhes dar uma forma plana, condicionalmente bidimensional, quando a espessura da camada de material se torna igual à espessura de várias camadas atômicas. Essas propriedades únicas, neste caso, possuem uma camada de nitreto de cobre, uma camada de sal, cloreto de sódio e uma camada de brometo de potássio, que em algumas experiências foi utilizada para substituir a camada de sal.
Como resultado da aquisição de novas propriedades únicas, a camada de sal apresenta propriedades ferroelétricas estáveis, permitindo com uma eficiência suficientemente alta para controlar o movimento da corrente elétrica através do dispositivo multicamadas.
"Ao juntar as melhores camadas de diferentes materiais que são isoladores originalmente, podemos obter um comportamento elétrico completamente novo do dispositivo que não é peculiar a nenhum dos materiais individualmente", diz Cyrus Hirjibehedin, cientista principal do projeto, "Esta abordagem permitirá expandimos significativamente a vasta variedade de estruturas condicionalmente bidimensionais com base nas quais será possível criar eletrônicos ultra-miniatura com uma funcionalidade muito ampla e única ".
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