p O Grupo ICN2 de Nanoeletrônica de Óxido obteve valores de condutividade para iridato de estrôncio 250 vezes maiores do que em condições normais, pressionando-o com agulhas nanométricas. Os resultados, publicado em Nanoescala , foram obtidos através de um microscópio de força atômica (AFM) mostrando que o material pode se tornar um bom candidato para futuras aplicações em sensores e eletrônicos. p Pesquisadores do Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) mediram, à temperatura ambiente, os maiores valores de piezoresistividade já detectados em um material eletrocerâmico, superando os registros de materiais como nanofios de silício ou grafeno. Além disso, foi medido com uma técnica simples que evita o uso de equipamentos complexos para controlar a pressão. A pesquisa foi conduzida pelo Oxide Nanoelectronics Group, liderado pelo Prof ICREA Gustau Catalan. O Dr. Neus Domingo é o primeiro signatário do artigo publicado em Nanoescala e sua contribuição tem sido fundamental para o desenvolvimento da pesquisa.

p A piezoresistividade acontece quando certos materiais mudam sua condutividade elétrica quando uma pressão deformadora é aplicada. Isso se deve ao fato de que os materiais isoladores e semicondutores possuem características elétricas muito especiais que resultam em bandas com diferentes propriedades:a banda de valência, onde os elétrons estão 'estacionados', e a banda de condução, onde a corrente elétrica flui. Essas bandas são separadas por uma lacuna de energia; quando a lacuna é pequena, o número de elétrons na banda de condução é maior e, consequentemente, a condutividade elétrica também é maior.

p Quando a pressão é aplicada em certos materiais semicondutores, o gap que separa a banda de condução e a banda de valência é modificado. Isso permite que os elétrons saltem para a banda de condução, conseqüentemente diminuindo a resistência elétrica do material. Em outras palavras, quando o material é prensado, há melhor condução de eletricidade. Este fato leva a uma ampla gama de aplicações possíveis, de sensores de pressão a transistores microeletrônicos onde a corrente é controlada por pressão em vez de tensão.

p Uma agulha nanoscópica para estudar altas pressões

p Nos laboratórios ICN2, O Grupo do Prof. Catalan mediu uma piezoresistividade gigante em um material cerâmico, iridato de estrôncio (Sr ₂ IrO ₄ ) As medidas foram feitas com microscópio de força atômica (AFM), um dispositivo que usa agulhas nanoscopicamente afiadas que pressionam o material e quantificam sua condutividade ao mesmo tempo. Esta é uma forma nova e criativa de usar este equipamento, porque é a primeira vez que a agulha AFM é usada para medir a piezoresistividade de um material.

p A agulha AFM é tão pequena que uma força minúscula se traduz em um valor de alta pressão. Menos de 1 mg de força (aproximadamente o peso de uma formiga) aplicada sobre uma agulha nanoscópica é convertida em um valor de pressão de mais de 100 toneladas (o peso de 20 elefantes) por centímetro quadrado. Na verdade, a pressão é tão alta (para 10GPa) que pontas de diamante tiveram que ser usadas para evitar que a agulha se esmagasse.

p Com este nível de pressão, pesquisadores obtiveram valores de condutividade para Sr ₂ IrO ₄ 250 vezes maior do que em condições normais. Notavelmente, apesar de aplicar deformações mais de 500 vezes, a amostra não sofreu nenhum dano. Além disso, a piezoresistividade foi medida à temperatura ambiente. Para concluir, este semicondutor pode ser um bom candidato para futuras aplicações em sensores, novos tipos de transistores e outros dispositivos eletrônicos especializados. Contudo, irídio é um elemento escasso em nosso planeta, então os cientistas estão procurando materiais alternativos.