Un óxido complejo es un compuesto químico que contiene oxígeno y al menos otros dos elementos (u oxígeno y solo otro elemento que se encuentra en al menos dos estados de oxidación ). [1] Los materiales de óxidos complejos son notables por su amplia gama de propiedades magnéticas y electrónicas, como ferromagnetismo , ferroelectricidad y superconductividad a alta temperatura . Estas propiedades a menudo provienen de sus electrones fuertemente correlacionados en los orbitales dof .
Ocurrencia natural
Muchos minerales que se encuentran en el suelo son óxidos complejos. Las familias de cristales minerales comúnmente estudiadas incluyen espinelas y perovskitas .
Aplicaciones
Los materiales de óxidos complejos se utilizan en una variedad de aplicaciones comerciales.
Imanes
Los imanes hechos de ferrita de óxido complejo se usan comúnmente en núcleos de transformadores y en inductores . [2] Las ferritas son ideales para estas aplicaciones porque son magnéticas, eléctricamente aislantes y económicas.
Transductores y actuadores
Los transductores y actuadores piezoeléctricos a menudo están hechos de óxido complejo PZT ( titanato de circonato de plomo ). [3] Estos transductores se utilizan en aplicaciones tales como imágenes de ultrasonido y algunos micrófonos . El PZT también se usa a veces para encendido piezoeléctrico en encendedores y parrillas de gas .
Condensadores
Los materiales de óxido complejos son el material dieléctrico dominante en los condensadores cerámicos . [4] Cada año se producen aproximadamente un billón de condensadores cerámicos para su uso en equipos electrónicos.
Celdas de combustible
Las pilas de combustible de óxido sólido a menudo utilizan materiales de óxido complejos como sus electrolitos , ánodos y cátodos . [5]
Joyas de piedras preciosas
Muchas piedras preciosas, como la esmeralda y el topacio , son cristales de óxido complejos. Históricamente, algunos materiales de óxidos complejos (como el titanato de estroncio , el granate de itrio y aluminio y el granate de galio y gadolinio ) también se sintetizaron como simuladores de diamantes económicos , aunque después de 1976 fueron eclipsados en su mayoría por zirconia cúbica .
Nuevos dispositivos electrónicos
A partir de 2015, hay una investigación en marcha para comercializar óxidos complejos en nuevos tipos de dispositivos electrónicos, tales como ReRAM , FeRAM , y memristores . También se están investigando materiales de óxidos complejos para su uso en espintrónica .
Otra aplicación potencial de los materiales de óxido complejos son las líneas eléctricas superconductoras . [7] Algunas empresas han invertido en proyectos piloto, pero la tecnología no está muy extendida.
Óxidos complejos comúnmente estudiados
- Titanato de circonato de plomo (un material piezoeléctrico )
- Aluminato de lantano (un aislante de alto dieléctrico )
- Titanato de estroncio (un semiconductor de alto dieléctrico )
- Manganita de estroncio de lantano (un material que exhibe una magnetorresistencia colosal )
- Titanato de bario (un material multiferroico )
- Ferrita de bismuto (un material multiferroico)
- Óxido de itrio, bario y cobre (un superconductor de alta temperatura )
- Bismuto, estroncio, calcio, óxido de cobre (un superconductor de alta temperatura)
Ver también
- Multiferroicos
- Aislante mott
- Magnetorresistencia colosal
- Mitad de metal
- Interfaz aluminato de lantano-titanato de estroncio
Referencias
- ^ Ishihara, Tatsumi (2009). Óxido de perovskita para pilas de combustible de óxido sólido . Pilas de combustible y energía de hidrógeno (1 ed.). Springer EE. UU. pag. 1. doi : 10.1007 / 978-0-387-77708-5 . ISBN 978-0-387-77708-5.
- ^ Goldman, Alex (2006). "Aplicaciones y funciones de las ferritas". Tecnología de ferrita moderna (2ª ed.). Springer EE. UU. págs. 217–226. doi : 10.1007 / 978-0-387-29413-1_8 . ISBN 978-0-387-28151-3.
- ^ "¿Qué es" PZT "?" . Piezo americano . APC Internacional, Ltd . Consultado el 19 de junio de 2015 .
- ^ Ho, J .; Jow, TR; Boggs, S. (2010). "Introducción histórica a la tecnología de condensadores" . Revista de aislamiento eléctrico IEEE . 26 : 20-25. doi : 10.1109 / MEI.2010.5383924 .[1] Archivado el 5 de diciembre de 2016 en la Wayback Machine.
- ^ "Polvo de cátodo de óxido de cobalto y estroncio de lantano" . Materiales para pilas de combustible . Consultado el 19 de junio de 2015 .
- ^ "Colgante | V&A Buscar en las colecciones" . Museo de Victoria y Alberto . A cargo de Dame Joan Evans . Consultado el 30 de enero de 2014 .CS1 maint: otros ( enlace ) Número de artículo del museo M.138-1975
- ^ "Sistemas de cables superconductores" . AMSC.
enlaces externos
- Ciencia de los materiales: ingresan los óxidos
- Física de la materia condensada: óxidos complejos en llamas
- Óxidos complejos: una historia de dos enemigos
- Interfaces de óxido