Gli ingegneri dell'Università dello Utah e dell'Università del Minnesota hanno scoperto che l'interfacciamento di due particolari materiali a base di ossido li rende altamente conduttivi, un vantaggio per l'elettronica futura che potrebbe tradursi in laptop molto più efficienti dal punto di vista energetico, auto elettriche ed elettrodomestici che non necessitano di ingombranti alimentatori.

I loro risultati sono stati pubblicati questo mese sulla rivista scientifica, Materiali APL .

Il team guidato dall'assistente professore di ingegneria elettrica e informatica dell'Università dello Utah, Berardi Sensale-Rodriguez, e dall'assistente professore di ingegneria chimica e scienza dei materiali dell'Università del Minnesota, Bharat Jalan, ha rivelato che quando due composti di ossido, il titanato di stronzio (STO) e il titanato di neodimio (NTO), interagiscono insieme, i legami tra gli atomi sono disposti in modo tale da produrre molti elettroni liberi, le particelle che possono trasportare corrente elettrica. STO e NTO sono noti da soli come isolanti, materiali come il vetro, che non sono affatto conduttivi.

Ma quando si interfacciano, la quantità di elettroni prodotti è cento volte maggiore di quella possibile nei semiconduttori. "È anche circa cinque volte più conduttivo del silicio [il materiale più utilizzato in elettronica], "Dice Sensale-Rodriguez.

Questa innovazione potrebbe migliorare notevolmente i transistor di potenza, dispositivi elettronici che regolano la corrente elettrica, rendendo gli alimentatori molto più efficienti per articoli che vanno da televisori e frigoriferi a dispositivi portatili, Sensale-Rodriguez dice. Oggi, i produttori di elettronica utilizzano un materiale chiamato nitruro di gallio per i transistor negli alimentatori e altri dispositivi elettronici che trasportano grandi correnti elettriche. Ma quel materiale è stato esplorato e ottimizzato per molti anni e probabilmente non può essere reso più efficiente. In questa scoperta fatta dal team di Utah e Minnesota, l'interfaccia tra STO e NTO può essere almeno conduttiva quanto il nitruro di gallio e probabilmente lo sarà molto di più in futuro.

"Quando guardo al futuro, Vedo che forse possiamo migliorare la conduttività di un ordine di grandezza attraverso l'ottimizzazione della crescita dei materiali, " Dice Jalan. "Stiamo portando la possibilità di alta potenza, l'elettronica a ossido di bassa energia più vicina alla realtà."

I transistor di potenza che utilizzano questa combinazione di materiali potrebbero portare a dispositivi e apparecchi più piccoli perché i loro alimentatori sarebbero più efficienti dal punto di vista energetico. Computer portatili, Per esempio, potrebbe abbandonare gli ingombranti alimentatori esterni, le grandi scatole nere attaccate ai cavi di alimentazione, a favore di alimentatori più piccoli che sono invece costruiti all'interno del computer. I grandi elettrodomestici che consumano molta elettricità come i condizionatori d'aria potrebbero essere più efficienti dal punto di vista energetico. E poiché c'è meno energia sprecata (l'elettricità sprecata di solito si dissipa in calore), questi dispositivi non si surriscaldano come prima, dice Sensale-Rodriguez. Ritiene inoltre che se più elettronica utilizzerà questi materiali per i transistor, collettivamente potrebbe risparmiare quantità significative di elettricità per il paese.

"È fondamentalmente una strada diversa verso l'elettronica di potenza, ei risultati sono molto entusiasmanti", afferma. "Ma dobbiamo ancora fare più ricerche".