p Pesquisadores do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou e do Instituto RAS de Eletromagnetismo Teórico e Aplicado descobriram o que faz as películas de dióxido de vanádio conduzirem eletricidade. Publicado em Revisão Física B , suas descobertas permitirão dispositivos de imagens térmicas com sensibilidade e taxa de reação superiores às dos análogos existentes atualmente. p Enquanto filmes finos de 100 nanômetros de dióxido de vanádio (VO ₂ ) normalmente não conduzem eletricidade, sua resistência cai para 100, 000 vezes quando ligeiramente aquecido. Isso pode acontecer sob tensão aplicada, por exemplo. Essa propriedade é usada para criar dispositivos e sensores comutáveis ​​de alta velocidade para corrente contínua ou sinal alternado no terahertz, microondas, óptico, ou alcance infravermelho.

p Cientistas de materiais encontraram VO ₂ os filmes podem se tornar condutores em meados do século XX. Até agora, o mecanismo preciso por trás da mudança nas propriedades elétricas do material era desconhecido. Estar ciente desse mecanismo permite o design de materiais orientado para a aplicação. Isso inclui a síntese de filmes finos com propriedades predefinidas, como a temperatura na qual a condutividade muda ou a razão entre as resistências antes e depois do aquecimento.

p "Entre as coisas mais úteis para as quais esses filmes podem ser valiosos estão os sensores para bolômetros não resfriados. Os bolômetros são a base dos sistemas de imagem térmica. VO ₂ filmes podem aumentar sua sensibilidade e taxa de reação, estendendo sua aplicabilidade para objetos que se movem rapidamente, "comentou o co-autor do estudo e estudante de doutorado do MIPT, Viktor Polozov, da Escola de Física e Pesquisa Landau da universidade.

p Os pesquisadores do MIPT propuseram um cenário para um VO ₂ transição de filme entre o isolante e o estado condutivo. Primeiro, o filme aquece e áreas condutoras surgem esporadicamente nele. Então, essas áreas ficam conectadas, transformando-se em um canal que faz o filme conduzir a corrente. Mais aquecimento alarga o canal, reduzindo a resistência do filme.

p Esse processo ocorre por meio de um chamado regime de explosão. Observações semelhantes já foram feitas em outros materiais. Por exemplo, este regime também é característico da transição supercondutora em supercondutores de alta temperatura.

p Para provar que VO ₂ os filmes passam por um processo semelhante, os pesquisadores russos confiaram em uma combinação de teoria e experimento. Por um lado, eles usaram os modelos disponíveis que descrevem processos que ocorrem no regime de explosão para prever teoricamente as características de corrente-tensão dos filmes e como a resistência deve variar com a temperatura. Por outro lado, a equipe sintetizou seus próprios filmes com propriedades distintas e mediu seus parâmetros experimentalmente.

p "Os cálculos teóricos concordaram com os resultados experimentais, e isso acontecia com filmes de diferentes estruturas depositados em diferentes substratos. Isso nos levou a concluir que o mecanismo envolvido é universal, ou seja, explica a condutividade induzida termicamente em todos os VO finos ₂ filmes, "disse o professor Alexander Rakhmanov da Escola de Física e Pesquisa Landau do MIPT, coautor do estudo.

p Os pesquisadores confirmaram sua hipótese sobre a transição no VO ₂ sendo caracterizado por um regime de explosão. Agora que eles sabem que esse mecanismo está por trás da transição, a equipe pode modelar esse processo. Este será o foco de suas pesquisas futuras.