Het Britse National Physical Laboratory (NPL) werkt aan een betrouwbaardere meting van de elektrische eigenschappen van materialen die in nanotechnologie worden gebruikt, wat in de toekomst tot veel nauwkeurigere apparaten zou kunnen leiden.

Scanning probe microscopie (SPM) won de Nobelprijs in 1986. Het gebruikt een sonde van nanoformaat om het oppervlak van een materiaal te voelen - vergelijkbaar met een vinger die braille leest op een extreem kleine schaal. De techniek kan ook de elektrische eigenschappen van materialen die in nanotechnologie worden gebruikt meten - en "voelen" hoe de materialen reageren wanneer er elektriciteit doorheen wordt geleid.

SPM biedt veel nieuwe mogelijkheden voor nieuwe apparaten, omdat we nu kunnen ontdekken hoe elektrische materialen werken op nanoschaal. Het enige ontbrekende informatie is het meten van betrouwbare waarden.

NPL-onderzoekers hebben nu ontdekt dat door textuuranalyse te combineren, door elektronenterugverstrooiingsdiffractie (EBSD), met piëzoresponskrachtmicroscopie, kwantitatieve metingen van de piëzo-elektrische eigenschappen kunnen worden gedaan op een schaal van 25 nm, kleiner dan de domeingrootte, d.w.z. de elektrische kenmerken die de materiaaleigenschappen dicteren.

De gecombineerde techniek wordt gebruikt om gegevens te verkrijgen over de domein-opgeloste effectieve eenkristal piëzo-elektrische respons van individuele kristallieten in Pb(Zr _0,4 Ti _0,6 )O ₃ keramiek. De resultaten bieden inzicht in de wetenschap van domeinengineering en bieden praktische informatie voor de toekomstige ontwikkeling van nieuwe nanogestructureerde ferro-elektrische materialen voor geheugen, nano-actuatoren, en sensoren.

Tim Burnett van NPL zei:"Terwijl de drive om apparaten te miniaturiseren, zullen we veranderingen moeten aanbrengen in de manier waarop ze worden gemaakt om de prestatieniveaus te verhogen, dus het is essentieel om te meten hoe elektrische materialen zich op nanoschaal gedragen. Het probleem met het maken van dingen van nanoformaat is dat het erg moeilijk is om hun prestaties te meten. Ons onderzoek bij NPL zal het daarom mogelijk maken om echte vergelijkingen te maken en een beter begrip van de nanotechnologie van elektrische materialen en apparaten te bevorderen."