Les physiciens informaticiens ont développé une nouvelle méthode qui révèle avec précision comment les tourbillons électriques affectent les propriétés électroniques des matériaux qui sont utilisés dans un large éventail d'applications, y compris les téléphones portables et le sonar militaire.

Zhigang Gui, doctorant en physique à l'Université de l'Arkansas, et Laurent Bellaiche, Professeur émérite de physique à l'U of A, avec Lin-Wang Wang au Lawrence Berkeley National Laboratory, ont publié leurs conclusions dans Lettres nano , un journal de l'American Chemical Society.

Gui a utilisé des superordinateurs du laboratoire national d'Oak Ridge pour effectuer des calculs à grande échelle afin de déterminer les propriétés électriques des tourbillons électriques dans les matériaux ferroélectriques, qui génèrent un champ électrique lorsque leur forme est modifiée.

Un vortex électrique se produit lorsque les dipôles électriques s'organisent dans un mouvement tourbillonnant inhabituel, dit Bellaiche. Dans ce système ferroélectrique, des tourbillons électriques sont créés et déterminés par la température du matériau, dit Bellaiche.

Les simulations ont également révélé que l'existence d'un vortex électrique augmente la bande interdite - le principal facteur déterminant la conductivité d'un matériau - dans ce matériau, qui offre un aperçu de la question controversée de l'origine de la conductivité des tourbillons électriques.

"En changeant la température, nous modifions l'alignement de la bande, " dit Gui. " Imaginez avoir le même système avec deux alignements de bandes différents, ce qui peut conduire à différentes applications. En diminuant la température, nos systèmes peuvent se transformer à partir d'un alignement de bande de type I, qui favorise les appareils électroluminescents, à un alignement de bande de type II, ce qui favorise les capteurs dans les industries des semi-conducteurs."