Als nieuwe en veelbelovende halfgeleidermaterialen onze telefoons zullen worden, computers, en andere steeds beter bekwame elektronica, onderzoekers moeten meer controle krijgen over hoe die materialen functioneren.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , Onderzoekers van het Rensselaer Polytechnic Institute hebben beschreven hoe ze een uniek materiaal hebben ontworpen en gesynthetiseerd met regelbare mogelijkheden die het veelbelovend maken voor toekomstige elektronica.

De onderzoekers synthetiseerden het materiaal - een organisch-anorganisch hybride kristal bestaande uit koolstof, jodium, en lood - en toonde toen aan dat het in staat was tot twee materiaaleigenschappen die voorheen ongezien waren in een enkel materiaal. Het vertoonde spontane elektrische polarisatie die kan worden omgekeerd bij blootstelling aan een elektrisch veld, een eigenschap die bekend staat als ferro-elektriciteit. Het vertoonde tegelijkertijd een soort asymmetrie die bekend staat als chiraliteit - een eigenschap die twee verschillende objecten maakt, zoals rechter- en linkerhand, spiegelbeelden van elkaar maar niet over elkaar heen kunnen leggen.

Volgens Jian Shi, een universitair hoofddocent materiaalkunde en techniek bij Rensselaer, deze unieke combinatie van ferro-elektriciteit en chiraliteit is voordelig. In combinatie met de geleidbaarheid van het materiaal, beide kenmerken kunnen andere elektrische, magnetisch, of optische eigenschappen.

"Wat we hier hebben gedaan, is een ferro-elektrisch materiaal uitrusten met extra functionaliteit, waardoor het op voorheen onmogelijke manieren kan worden gemanipuleerd, ' zei Shi.

De experimentele ontdekking van dit materiaal werd geïnspireerd door theoretische voorspellingen van Ravishankar Sundararaman, een assistent-professor materiaalkunde en techniek bij Rensselaer. Een ferro-elektrisch materiaal met chiraliteit, Sundararaman zei, kan worden gemanipuleerd om verschillend te reageren op links- en rechtshandig licht, zodat het specifieke elektrische en magnetische eigenschappen produceert. Dit type interactie tussen licht en materie is bijzonder veelbelovend voor toekomstige communicatie- en computertechnologieën.