I fisici computazionali hanno sviluppato un nuovo metodo che rivela accuratamente come i vortici elettrici influenzano le proprietà elettroniche dei materiali utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, compresi telefoni cellulari e sonar militari.

Zhigang Gui, uno studente di dottorato in fisica presso l'Università dell'Arkansas, e Laurent Bellaiche, Illustre Professore di Fisica presso la U di A, insieme a Lin-Wang Wang al Lawrence Berkeley National Laboratory, pubblicato i loro risultati in Nano lettere , una rivista dell'American Chemical Society.

Gui ha utilizzato i supercomputer dell'Oak Ridge National Laboratory per eseguire calcoli su larga scala per determinare le proprietà elettriche dei vortici elettrici nei materiali ferroelettrici, che generano un campo elettrico al variare della loro forma.

Un vortice elettrico si verifica quando i dipoli elettrici si dispongono in un insolito movimento vorticoso, disse Bellaiche. In questo sistema ferroelettrico, vortici elettrici sono creati e determinati dalla temperatura del materiale, disse Bellaiche.

Le simulazioni hanno anche rivelato che l'esistenza di un vortice elettrico aumenta il band gap - il principale fattore che determina la conduttività di un materiale - in questo materiale, che offre approfondimenti sulla controversa questione circa l'origine della conduttività dei vortici elettrici.

"Cambiando la temperatura, cambiamo l'allineamento della banda, " disse Gui. "Immagina di avere lo stesso sistema con due diversi allineamenti di bande, che può portare a diverse applicazioni. Al diminuire della temperatura, i nostri sistemi possono trasformarsi da un allineamento di banda di tipo I, che privilegia i dispositivi emettitori di luce, ad un allineamento di banda di tipo II, che favorisce i sensori nelle industrie dei semiconduttori."