Dotychczas stosowano je między innymi w projektowaniu ogniw słonecznych, co dało początek panelom stanowiącym realną konkurencję dla krzemowych. Sukces przedstawicieli Uniwersytetu Nagoya, o którym piszą w Journal of the American Chemical Society, może obić się szerokim echem w świecie nauki.
Czytaj też: Właściwości, o których nie wiedzieliśmy. Eksperci od spintroniki właśnie je ujawnili w nowym materiale
Najważniejszą obserwacją poczynioną przez członków zespołu badawczego było to, że właściwości ferroelektryczne takich wielowarstwowych perowskitów zmieniają się po dodaniu każdej nowej warstwy. Wśród dziedzin, które powinny skorzystać na tym osiągnięciu, należy wymienić elektronikę: pojawia się bowiem wizja tworzenia nowych urządzeń.
Mówiąc dokładniej, przeprowadzone badania wykazały, jakoby mechanizmy ferroelektryczne były zależne nie tylko od liczby warstw, ale również tego, czy jest ona nieparzysta czy też parzysta. Ferroelektryczność pozwala na kontrolę i odwrócenie polaryzacji elektrycznej poprzez wykorzystanie zewnętrznego pola elektrycznego, dlatego stanowi bardzo łakomy kąsek dla naukowców.
Japończycy zorientowali się, że ułożone na sobie warstwy perowskitów – w zależności od ich parzystej lub nieparzystej liczby – wykazywały odmienne właściwości
Jeśli chodzi o rozwiązania, w których perowskity wykazują największą przydatność – z pominięciem fotowoltaiki, rzecz jasna – to warto zwrócić uwagę na projektowanie nośników pamięci, kondensatorów, siłowników czy czujników. Nowy rozdział w tym zakresie może zostać rozpoczęty przy udziale perowskitów typu DJ (Dion-Jacobson).
Ich cechą charakterystyczną jest występowanie warstwowej struktury oktaedrycznej. W konsekwencji warstwy stają się asymetryczne, a materiał zyskuje właściwości ferroelektryczne wynikające z przesunięcia jonów dodatnich i ujemnych przy obecności zewnętrznego pola. W takich okolicznościach zachodzi obrót i przechylenie oktaedrów na skutek niedopasowania rozmiarów. Zaburza to symetrię i zapewnia właściwości ferroelektryczne.
Czytaj też: USA i Chiny ręka w rękę po najlepsze perowskity świata. Wydajność ogniw zwala z nóg
Do tej pory tego typu koncepcje nie cieszyły się szczególną popularnością ze względu na spadek stabilności termodynamicznej wraz ze wzrostem liczby warstw perowskitowych. Wyjściem z sytuacji okazała się pionierska metoda syntezy. Dzięki niej możliwa jest synteza struktur wielowarstwowych osiągana w wyniku nakładania warstw perowskitu oraz ustawianie ich oktaedrów tak, jakby były blokami konstrukcyjnymi.
Jak wykazały przeprowadzone później testy, powstały materiał wykazywał odmienne właściwości wraz z dodawaniem kolejnych warstw. Co istotne, ważna była nie tylko ich liczba, a – być może przede wszystkim – fakt, iż była ona parzysta bądź nieparzysta. Uzyskane z tego tytułu korzyści powinny znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie obecne materiały i technologie okazywały się niewystarczające.