El esfuerzo experimental de NREL sintetiza un material previamente teórico

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Los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) han sintetizado experimentalmente una perovskita de nitruro que anteriormente solo existía en teoría y midieron sus propiedades en colaboración con investigadores de la Escuela de Minas de Colorado.

Hacer realidad la perovskita de nitruro abre la posibilidad de su aplicación como material para dispositivos microelectromecánicos utilizados en telecomunicaciones y otras áreas. Se ha predicho computacionalmente que las perovskitas de nitruro son estables, pero pocas se han sintetizado y sus propiedades experimentales siguen siendo en gran parte desconocidas, señalaron los investigadores en un artículo publicado en Ciencias.

Los coautores del artículo, “Síntesis de CÉSPED3 perovskita de nitruro con simetría polar, ”Son Kevin Talley, Craig Perkins y Andriy Zakutayev del Centro de Ciencia de Materiales de NREL, así como David Diercks y Geoff Brennecka del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales de Minas. Además de sintetizar esta nueva perovskita, nitruro de tungsteno de lantano (LaWN3) —Como una película delgada, los científicos examinaron sus propiedades piezoeléctricas. Los materiales piezoeléctricos convierten la presión aplicada en voltaje eléctrico y viceversa, una propiedad importante para los filtros y resonadores que se utilizan en los teléfonos móviles.

“Los logros más importantes de esta investigación son que este césped sintetizado3 es una de las primeras perovskitas de nitruro reportadas experimentalmente, y que tiene una fuerte respuesta piezoeléctrica en comparación con otros materiales de nitruro o perovskitas de óxido ”, dijo Zakutayev. “Este Césped exitoso3 La síntesis significa que muchas otras perovskitas de nitruro teóricamente predichas también deberían ser posibles de sintetizar, y que sus emocionantes propiedades predichas podrían usarse para aplicaciones prácticas “.

Los nitruros se forman cuando los elementos metálicos se combinan con el nitrógeno. Zakutayev y otros investigadores han descubrió la posible existencia de cientos de nitruros que no había sido sintetizado, y realizado experimentalmente algunos de ellos. Su trabajo inicial sobre el tema condujo a una financiación adicional de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU. A través de la Programa de investigación de carrera temprana para comprender cómo controlar mejor la síntesis experimental de materiales de nitruro, que apoyó este trabajo de perovskita de nitruro.

La síntesis exitosa de Césped3 sugiere que también deberían ser posibles sintetizar otras perovskitas de nitruro con propiedades útiles. Esto es importante porque los materiales de nitruro ya están revolucionando las telecomunicaciones y otras industrias. Por ejemplo, los transistores de radiofrecuencia basados ​​en semiconductores de nitruro de galio y los filtros sintonizables basados ​​en piezoeléctricas de nitruro de aluminio se han convertido en una parte importante de la tecnología de comunicación 5G. Los investigadores notaron que la síntesis de esta y otras perovskitas de nitruro probablemente afectaría no solo la investigación fundamental que involucra el descubrimiento de materiales de nitruro, sino también el desarrollo aplicado de nuevas tecnologías electrónicas y energéticas.

Esta investigación fue financiada por la Oficina de Ciencias, Ciencia Básica de Energía, Programa de Química de Materiales del Departamento de Energía de EE. UU.

Artículo cortesía de Laboratorio Nacional de Energías Renovables.

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