Explicada la conductividad ‘imposible’

InterfazUn avance que podría llevar a nuevas posibilidades para la nanoelectrónica.

Pon en contacto dos materiales que por sí mismos no son conductores y, exactamente en el punto de unión, sucederá algo notable: en ese punto preciso, es posible la conducción. Los investigadores del Instituto para Nanotecnología MESA+ de la Universidad de Twente, junto a colegas de Munich, Berkeley y Davis, han demostrado ahora que en este interfaz se crean dos “rutas” conductoras paralelas, con una separación de apenas un nanómetro. Éste no es sólo un avance en nuestra comprensión del fenómeno, sino que también abre posibilidades a una nueva forma de nanoelectrónica. Los investigadores publican sus hallazgos en la revista Physical Review Letters.

Los investigadores de la Universidad de Twente habían demostrado anteriormente que dos óxidos metálicos no conductores podían conducir en el punto exacto donde entraban en contacto, y que los óxidos metálicos no magnéticos “súbitamente” se hacían magnéticos en su interfaz, por ejemplo en la combinación del titanato de estroncio y el aluminato de lantano. Cuando estos dos óxidos complejos entran en contacto, distintos iones están presentes en ambos interfaces cristalinos, todos con sus propias cargas. Cuando entran en contacto, tiene lugar una reordenación de la carga, conocida como reconstrucción electrónica.

En el punto en que los electrones son más numerosos, pueden conducir la electricidad. Al mismo tiempo, se esperaría que los huecos – portadores de carga positiva – se crearían en cualquier parte de la estructura, donde se colocasen los electrones originales. Los nuevos cálculos y experimentos han demostrado ahora que estos huecos existen en realidad, y que los huecos y electrones se mueven en paralelo entre sí, con un espacio de apenas un nanómetro entre ellos. Éste no es sólo un avance en la comprensión de la conducción en el interfaz, sino que abre un nuevo camino a nuevas aplicaciones que no son posibles con los semiconductores electrónicos actuales. Una apasionante posibilidad, por ejemplo, es la interacción que podría tener lugar entre estas capas conductoras, que están muy cerca, con nuevas partículas y estados cuánticos como resultado.

Una unidad celular es suficiente

Es más, hasta ahora se asumía que se necesitaban óxidos con un grosor específico para lograr este efecto. No obstante, la investigación recientemente publicada muestra que el mecanismo tiene lugar incluso con un grosor de sólo una unidad celular: sólo una capa en el cristal. El Instituto MESA+ para Nanotecnología tiene unas instalaciones únicas para construir este tipo de capas atómicas de óxidos, y de esta forma crear materiales con una asombrosa variedad de propiedades.

Los nuevos resultados fueron obtenidos por un gran equipo internacional de investigación. Además de Munich, Davis y Berkeley, estuvieron implicados cuatro grupos de investigación de MESA+: Ciencias de Materiales Inorgánicos, Materiales NanoElectrónicos, Aspectos Físicos de la Nanoelectrónica y Sistemas Electrónicos Correlados e Interfaces. La investigación estuvo patrocinada desde los Países Bajos por becas FOM, NWO, VIDI y VICI además de NANONED.


Fecha Original: 19 de mayo de 2010
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