p O Instituto de Pesquisa de Radiação Síncrotron do Japão, Instituto de Tecnologia de Tóquio, o Instituto Nacional de Ciência de Materiais, e a Universidade de Kyoto confirmaram pela primeira vez no mundo que é possível alcançar comutação ultra-alta velocidade em um tempo de 200 nanossegundos com um novo filme fino piezoelétrico que possui microrregiões chamadas “nanodomínios”. Espera-se que o novo material permita velocidades mais altas nas mudanças de operação (comutação). p Películas finas piezoelétricas utilizam a propriedade de mudança estrutural em resposta a sinais elétricos, e são usados ​​como fonte de energia para microdispositivos (Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) em impressoras jato de tinta. Contudo, o tempo de comutação não pode ser controlado adequadamente com a geração atual de filmes finos piezoelétricos. Se for possível realizar comutação de alta velocidade, expansão para aplicações industriais e desenvolvimento de produtos de alto desempenho podem ser esperados.

p Portanto, usando a radiação síncrotron de alto brilho da instalação de radiação síncrotron em grande escala SPring-8 do Japão, este grupo de pesquisa investigou as mudanças estruturais do nanodomínio que ocorrem quando um campo elétrico é aplicado em alta velocidade a um filme fino ferroelétrico, que é um tipo de piezoelétrico. Como resultado, o grupo conseguiu confirmar pela primeira vez no mundo que a orientação do cristal do nanodomínio deste filme fino muda em um tempo de 2/10 milionésimos de segundo, ou 200 nanossegundos (200 ns).

p Este resultado, que mostrou a possibilidade de controlar filmes finos piezoelétricos na ordem de nanossegundos de 200ns, fará uma grande contribuição para o desenvolvimento de produtos de alto desempenho, alcançando velocidades mais altas em MEMS usando filmes finos piezoelétricos. Como exemplos, em impressoras jato de tinta, obtenção de velocidades de tratamento mais altas em MEMS, que controlam o revestimento de tinta, permitirá a impressão fina com uma quantidade menor de tinta do que a tecnologia convencional, e em motores automotivos, Pode-se esperar que velocidades de MEMS mais altas contribuam para melhorar a economia de combustível e reduzir os gases de escape pela aplicação de estruturas de nanodomínio a peças de cerâmica que controlam a eficiência do uso de combustível.

p Este trabalho foi publicado em 4 de novembro em Cartas de Física Aplicada e também foi recentemente selecionado como um artigo digno de nota no Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology .