Upton, New York (VS) – Natuurkundigen hebben ontdekt waarom een plaatje van een bepaald koperoxide zo gigantisch veel lading kan opslaan.


In een plaatje koperoxide – dat ook nog calcium, koper en titaan bevat – springt lading op het laagje rond in zogeheten dipolen, tweetallen van een positief en negatief geladen deeltje, zo ontdekten Amerikaanse onderzoekers. Wordt er een elektrische spanning op het laagje gezet, dan nestelen de dipolen zich in lijnen en gaan de ladingen uit elkaar. Dit verklaart de hoge diëlektrische constante van het materiaal. Deze constante is de maat voor de hoeveelheid lading die een materiaal per oppervlakte-eenheid kan opslaan. Het koperoxide lijkt qua structuur veel op de supergeleiders bij hoge temperaturen. Het kan leiden tot nog een slag kleinere micro-elektronica.

In een nieuw, 'magisch' kopermateriaal zorgen dipolen voor afwijkend elektrisch gedrag.

De natuurkundigen merkten dat het koperoxide bij temperaturen lager dan 100 kelvin plotseling zijn hoge opslagcapaciteit verliest. Dit gebeurt terwijl er in het kristal niets verandert. Zij keken daarom welke frequenties infrarode straling het kristal opslokt. Deze komen overeen met de natuurlijke trillingen van het kristal. Precies bij 100 kelvin veranderen deze trillingen abrupt. Volgens de natuurkundigen schudden de trillingen het kristal dus zo op dat dipolen makkelijk heen en weer kunnen springen. Onder 100 kelvin zitten de dipolen echter aan het kristal ‘vastgevroren’. Alleen als de dipolen kunnen rondspringen, groeperen ze zich bij een aangelegde spanning om massaal uit elkaar te gaan.

Henk Klomp