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Material Con Propiedades Eléctricas Inusuales
2 de Agosto de 2001.
 Investigadores del Brookhaven National Laboratory están estudiando un misterioso material que podría llevarnos a realizar avances sustanciales en el campo de la miniaturización de la electrónica. Su utilidad radica en sus curiosas características dieléctricas.
Estas propiedades lo hacen apto, por ejemplo, para almacenar carga eléctrica en capacitores de alto rendimiento. El trabajo también ofrece pistas sobre cómo se comportan las cargas a escala nanométrica (mil-millonésima de metro).
El material es un óxido que contiene calcio, cobre, titanio y oxígeno y tiene la fórmula CaCu3Ti4O12. La novedad es su constante dieléctrica extremadamente alta, una propiedad que determina su habilidad de ser polarizada eléctricamente (cargas eléctricas positivas y negativas separadas). Cuanto más alta es la constante dieléctrica, más carga podemos almacenar y más pequeños pueden ser los circuitos que fabriquemos.
Además, a diferencia de la mayoría de materiales dieléctricos, éste retiene su constante a lo largo de un amplio rango de temperaturas, de -173 a 327 grados C, convirtiéndolo en ideal para un gran número de aplicaciones. Su mayor misterio radica en las razones de la caída inmediata de su constante dieléctrica (en un factor de 1.000), cuando supera los -173 grados C.
Un cambio tan grande en la forma cómo la carga se ve distribuida dentro del material implica que la estructura atómica (ver imagen) debería cambiar también, de manera que es difícil imaginar cómo una propiedad puede experimentar una modificación a tan gran escala sin que las otras se vean afectadas.
La técnica de los investigadores de Brookhaven para estudiar este cambio implica la medida de la conductividad óptica, es decir, la habilidad del material de reflejar y absorber frecuencias variables de luz infrarroja. El método reveló cambios poco usuales en la forma en que vibra la estructura atómica.
Los científicos detectaron las vibraciones a base de iluminar muestras con luz infrarroja de diversas longitudes de onda suministrada por el National Synchrotron Light Source. A continuación se medía qué longitudes de onda eran reflejadas y cuáles eran absorbidas. Las absorbidas son las que coinciden con las frecuencias de vibración natural de los átomos, pero a medida que las muestras fueron enfriadas por debajo de los -173 grados C, las frecuencias absorbidas (y con ello las vibraciones), cambiaron.
Dado que las vibraciones en un sólido dependen mucho de cómo están distribuidas las cargas, los cambios en dichas vibraciones sugieren que las cargas pueden ser redistribuidas sin causar una distorsión estructural.
Información adicional en:
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