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Un team internazionale di scienziati ha scoperto un materiale ferroelettrico bidimensionale di soli due atomi di spessore. I materiali bidimensionali sono membrane ultrasottili che promettono nuove applicazioni optoelettroniche, termiche e meccaniche, inclusi dispositivi di archiviazione dati ultrasottili.

I materiali ferroelettrici sono quelli che hanno un momento di dipolo intrinseco, una misura della separazione delle cariche positive e negative, che possono essere scambiate con un campo elettrico.

Una singola molecola d’acqua ha anche un momento di dipolo elettronico intrinseco, ma il movimento termico delle singole molecole d’acqua in condizioni normali (ad esempio, in una bottiglia d’acqua) impedisce la creazione di un momento di dipolo intrinseco a distanze macroscopiche“, ha spiegato in un comunicato Salvador Barraza-López.

Il nuovo materiale scoperto dal team è un monostrato di seleniuro di stagno ed è solo il terzo ferroelettrico bidimensionale appartenente alla famiglia chimica dei monocalcogenidi del gruppo IV coltivato sperimentalmente fino ad ora.

 

Lo studio

Con l’aiuto di un microscopio a tunnel, gli scienziati hanno alterato il momento di dipolo degli elettroni dei monostrati di seleniuro di stagno cresciuti su un substrato di grafite. I calcoli effettuati da Brandon Miller hanno indicato una crescita altamente orientata del materiale sul substrato.

Questa esperienza aiuta a corroborare le previsioni teoriche che stanno alla base di questo comportamento fisico: questi materiali ferroelettrici semiconduttori subiscono transizioni di fase indotte dalla temperatura, in cui il dipolo elettrico intrinseco è spento. Inoltre, ospitano anche effetti ottici non lineari che possono essere utili per applicazioni optoelettroniche ultracompatte.

L’articolo scientifico con la scoperta è stato pubblicato su Nano Letters.