Nanotecnologia

Balões atômicos de hélio alteram propriedades de materiais

Balões atômicos de hélio alteram propriedades de materiais
A inserção de um átomo de hélio (visualizado como um balão vermelho) na cristalina permitiu aos pesquisadores controlar as propriedades eletrônicas do material. [Imagem: ORNL]

Balões atômicos

Que balões de hélio sobem para divertimento das crianças é algo que pode ser constatado em qualquer festa de aniversário.

Mas que átomos de hélio funcionam como balões para "divertimento" dos cientistas é algo que acaba de ser descoberto.

A técnica permite manipular uma grande variedade de materiais, alterando seu comportamento, o que inclui a supercondutividade e a magnetorresistência usada na gravação magnética de dados.

Para isso, tudo o que é necessário é usar alguns átomos de hélio, que funcionam como balões, subindo e fazendo a camada superficial do material se modificar ao alterar sua estrutura cristalina.

"Colocando um pouco de hélio no material, nós fomos capazes de controlar a tensão ao longo um único eixo. Este tipo de controle não era possível antes, e permite que você ajuste as propriedades do material com uma precisão à qual ainda não tínhamos tido acesso," disse Zac Ward, do laboratório ORNL, nos Estados Unidos.

Óxidos complexos

O modo como os elétrons são confinados dentro dos chamados óxidos complexos significa que qualquer tensão - alongando, puxando ou empurrando a estrutura cristalina - desencadeia mudanças em muitas propriedades eletrônicas.

Óxidos complexos formam uma classe de materiais de largo emprego tecnológico, incluindo supercondutores, multiferroicos e uma nova geração de componentes eletrônicos pós-silício.

"É nos óxidos complexos que nós esperamos exercer um impacto imediato, mas esta técnica poderá ser uma ferramenta importante para usarmos em qualquer material no qual a simetria cristalina afeta sua funcionalidade," disse Ward.

Bibliografia:

Strain Doping: Reversible Single-Axis Control of a Complex Oxide Lattice via Helium Implantation
Hangwen Guo, Shuai Dong, Philip D. Rack, John D. Budai, Christianne Beekman, Zheng Gai, Wolter Siemons, C. M. Gonzalez, R. Timilsina, Anthony T. Wong, Andreas Herklotz, Paul C. Snijders, Elbio Dagotto, Thomas Z. Ward
Physical Review Letters
Vol.: 114, 256801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.256801




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