O gráfico destaca como as propriedades do semicondutor mudam conforme o tamanho do grão diminui em perovskitas policristalinas com químicas de defeitos complexos. Os pesquisadores desenvolveram um modelo que pode ser usado para ajudar os engenheiros a criar novos dispositivos de armazenamento de energia para uso em uma ampla variedade de eletrônicos. Crédito:Doug Irving, NC State University
Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram um modelo computacional que ajuda os usuários a entender como as mudanças na nanoestrutura dos materiais afetam sua condutividade - com o objetivo de informar o desenvolvimento de novos dispositivos de armazenamento de energia para uma ampla gama de eletrônicos.
Especificamente, os pesquisadores se concentraram nos materiais usados para fazer capacitores - que são dispositivos de armazenamento de energia usados em tudo, de smartphones a satélites.
"Você provavelmente usa milhares de capacitores no seu dia-a-dia, quer você saiba disso ou não, "diz Doug Irving, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor associado de ciência e engenharia de materiais na NC State.
O material de que um capacitor é feito afeta seu desempenho. Assim, Irving e seus colaboradores começaram a desenvolver um modelo para entender como as características estruturais de um material afetam a condutividade do material.
"Uma das coisas que nos agradam é que este modelo olha para várias escalas espaciais simultaneamente - capturando tudo o que está acontecendo, desde a escala do dispositivo até a nanoescala, "Irving diz.
"Por exemplo, nosso modelo analisa coisas como defeitos e limites de grãos, "Irving diz." Defeitos são coisas como átomos ausentes na estrutura de um material, ou onde os átomos "errados" são encontrados na estrutura. Os limites dos grãos são onde diferentes estruturas cristalinas se chocam. Nós vamos, nosso modelo analisa como coisas como defeitos e limites de grão afetam a presença e o movimento dos elétrons através de um material.
"Como diferentes maneiras de processar um material podem controlar a presença e distribuição de coisas como defeitos e limites de grãos, o modelo nos dá ideias que podem ser usadas para projetar materiais para atender às demandas de aplicações específicas. Em outras palavras, estamos otimistas de que o modelo pode nos ajudar a manter baixo o custo dos capacitores futuros, ao mesmo tempo que garante que funcionem bem e durem muito tempo. "
O papel, "Influência da carga espacial na condutividade do SrTiO nanocristalino 3 , "é publicado no Journal of Applied Physics .
