Argonnen kansallisessa tutkimuslaboratoriossa on yhdessä Northwestern-yliopiston tutkijoiden kanssa kehitetty ensimmäinen joustava ferrosähköinen materiaali. Innovaatio voi mullistaa esimerkiksi ultraäänilaitteiden anturit ja jopa datan tallennuksen.
Ferrosähköiset erityisominaisuudet ovat peräisin siitä, että ne sisältävät varautuneita alueita, jotka ovat polarisoituneet tietyssä suunnassa. Ulkoisella sähkökentällä voidaan manipuloida tätä suuntaa.
Ferrosähköiset materiaalit tunnetaan myös hauraudestaan, sillä ne ovat pääasiassa keraamisia materiaaleja. Argonnessa kehitetyn uudenlaisen materiaalin atomiset kidetasot luistavat toistensa ohi, mikä parantaa materiaalin sitkeyttä.
Kaikki ferrosähköiset materiaalit ovat myös pietsosähköisiä ja joustavampi versio voi tuottaa uusia ja parempia käyttötapoja tarkkuusluokan toimilaitteille tai ultraäänilaitteiden antureille ja emittereille. Tutkijoiden mukaan datan tallennuksessa uutuusvaikutus voi olla vieläkin suurempi.
Singaporen kansallisen yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet tulostettavia johtavia polymeerikalvoja, jotka voivat tarjota ennennäkemättömät ohmiset kontaktit muovielektroniikan elektrodeille.
Hyvän suorituskyvyn laitteissa on oltava hyvät ohmiset kontaktit, jotta virta pääsee molempiin suuntiin elektrodin ja puolijohteen kerroksista.
Avaintekijä hyville ohmisille kontakteille polymeerikalvoissa löytyy ns. työfunktio-ominaisuuksista. Työfunktio on pienin määrä energiaa, joka tarvitaan vapauttamaan elektroni kalvon pinnalta tyhjiössä.
Singaporelaistutkijat osoittivat, että työfunktiot välillä 3,0 ja 5,8 elektronivolttia ovat nyt saavutettavissa kalvoilla, jotka voidaan valmistaa liuoksista edullisesti.
Kehitetyt seostetut johtavat polymeerit sisältävät sitoutuneita ionisia ryhmiä, joissa seostetut liikkuvat varaukset - elektronit ja aukot - eivät haihdu pois, koska niitä tasapainottavat ionit ovat sitoutuneet kemiallisesti.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 24.1.2017
