Ricercatori della TU Delft, La Cornell University e l'Università di Cagliari segnalano un metodo interessante per trasformare un materiale altamente isolante in un sistema altamente conduttivo. Il processo prevede la combinazione di tre diversi ossidi metallici in un'interfaccia netta. Hanno recentemente pubblicato i loro risultati in Materiali e interfacce applicati ACS .

Autore principale Giordano Mattoni, PhD-studente presso TU Delft, dice, "I nostri risultati sono una forte prova della crescente importanza degli ossidi complessi, che potrebbe essere utilizzato nell'elettronica del futuro. Una tappa fondamentale nell'utilizzo di questi materiali in elettronica è stata raggiunta nel 2004, quando è stata scoperta la formazione di un sistema elettronico bidimensionale (2DES) all'interfaccia tra gli isolanti LaAlO3 (LAO) e SrTiO3 (STO)."

I materiali di ossido complesso offrono molte caratteristiche che non possono essere raggiunte con l'elettronica attuale basata sul silicio. Superconduttività, ferroelettricità e magnetismo sono solo alcuni dei tanti fenomeni interessanti che si osservano negli ossidi complessi. Mentre la strada verso l'uso industriale di questi materiali è ancora lunga, il lavoro dei ricercatori della TU Delft è una prova significativa del potenziale delle interfacce di ossido.

Le interfacce tra ossidi complessi costituiscono un parco giochi unico per i sistemi elettronici bidimensionali (2DES), dove la superconduttività e il magnetismo possono derivare da combinazioni di isolanti. La formazione di un sistema elettronico bidimensionale all'interfaccia tra gli isolanti STO e LAO è tra gli effetti più intriganti nell'elettronica degli ossidi. Lo strato conduttivo che si forma ha un carattere fortemente bidimensionale (è un piano di elettroni, circa 10 nanometri di spessore), e presenta una mobilità degli elettroni molto elevata e una forte magnetoresistenza.

L'origine di questo 2DES è una domanda di vecchia data, e recenti risultati indicano che il controllo della formazione di difetti puntuali è cruciale per la realizzazione di sistemi elettronici di alta qualità. "Un materiale promettente per migliorare le proprietà del sistema di elettroni alle interfacce LAO/STO, è l'ossido di metallo WO3, " dice Mattoni. "Questo materiale può ospitare posti vacanti e atomi interstiziali, motivo per cui viene spesso utilizzato in applicazioni elettrochimiche e dispositivi elettrocromici. In questo lavoro abbiamo dimostrato, per la prima volta, come WO3overlayers possono controllare efficacemente il profilo dei difetti, inducendo un 2DES ad alta mobilità alle eterostrutture WO3/LAO/STO."

I risultati sperimentali hanno evidenziato WO3 come un drogante molto efficiente per le interfacce di ossido. A partire dai risultati descritti nel loro articolo, i ricercatori ritengono che gli overlayer WO3 verranno utilizzati per progettare nuovi sistemi di elettroni conduttivi in ​​altri materiali di ossido. Il lavoro è quindi un importante passo avanti verso l'ascesa della futura elettronica a ossido complesso.