Le pervskiti nitruro senza ossigeno fanno il loro debutto

Lo studio può portare a nuovi tipi di applicazioni elettroniche.

Credit: Science

Le perovskiti nitruro come quella mostrata qua (LaWN₃) possono rendere possibili nuove applicazioni in elettronica.

I materiali a base di nitruro senza ossigeno con la struttura e la stechiometria della perovskite potrebbero sostenere una serie di applicazioni, tra cui nuovi tipi di raccoglitori di energia meccanica e dispositivi di memoria a bassa potenza. Le applicazioni richiedono l'integrazione delle perovskiti con silicio o altri semiconduttori, escludendo l'ossigeno, perché la sua presenza può diminuire le prestazioni del dispositivo. Studi teorici prevedono che questi materiali sarebbero termodinamicamente stabili, asimmetrici (e quindi polari), e avrebbero le proprietà elettroniche necessarie per consentire tali applicazioni. Ma i ricercatori non sono stati in grado di preparare perovskiti nitruro pure e analizzare le loro proprietà. Una sfida è che i metodi chimici tradizionali a stato solido spesso producono ossinitruri. Quindi una squadra guidata da Geoff L. Brennecka della Colorado School of Mines e Andriy Zakutayev del National Renewable Energy Laboratory ha preso una strada diversa. Per minimizzare la contaminazione da ossigeno e massimizzare il contenuto di azoto dei film sottili di perovskite, il gruppo li ha cresciuti sotto vuoto utilizzando come metodo la deposizione di vapore con una fonte di plasma di azoto. L'approccio ha funzionato, producendo lantanio tungsteno nitruro, LaWN₃, una perovskite polare, cristallina (Science 2021, DOI: 10.1126/science.abm3466). Un risultato chiave che può segnalare applicazioni future è venuto dall'analisi della sonda di scansione. Queste misurazioni indicano che il nuovo materiale presenta una grande risposta piezoelettrica, che è la proprietà chiave al lavoro in apparecchiature ad ultrasuoni, microfoni e altri dispositivi.