Efecto PiezoeléctricoLos cristales que adquieren carga eléctrica cuando se comprimen, retuercen o distorsionan, se dicen que son piezoeléctricos. Este efecto transductor entre las oscilaciones eléctricas y mecánicas, tiene una utilidad práctica. El cuarzo muestra esta propiedad y es extremadamente estable. Los cristales de cuarzo se utilizan en los osciladores de relojes, y como cristales de frecuencia de referencia precisa, en los transmisores de radio. La sal de Seignette, mediante su compresión, produce un voltaje comparativamente grande, y se utilizó en los primeros micrófonos de cristal. El titanato de bario, el zirconato de plomo, y el titanato de plomo, son materiales cerámicos que exhiben piezoelectricidad, y se utilizan en transductores ultrasónicos, así como en micrófonos. Si se aplica una oscilación mecánica a dichas obleas cerámicas, estas responderán con vibraciones mecánicas, las cuales proporcionan de fuentes de sonidos ultrasónicos. El titanato zirconato de plomo (PZT), ha sido el material piezoeléctrico estándar en los procesos de formación de imágenes médicas. Los materiales cerámicos piezoeléctricos, han encontrado uso en la producción de movimientos del orden de nanómetros, en el control de los microscopios de efecto túnel. La palabra piezo viene del griego "comprimir". El efecto conocido como piezoelectricidad, fué descubierto por los hermanos Pierre y Jacques Curie cuando tenían 21 y 24 años de edad en 1880. Hay una analogía magnética, donde el material ferromagnético responde mecánicamente a los campos magnéticos. Este efecto llamado magnetostricción, es el responsable del familiar zumbido de los transformadores, y otros aparatos de AC que contienen núcleos de hierro. |
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Microscopio de Efecto TúnelEl microscopio de efecto túnel fué el tema del Premio Nobel de 1986. Actualmente es la herramienta más potente y versátil para la formación de imágenes de los átomos individuales. Si una sonda metálica puntiaguda se coloca suficientemente cerca de una muestra sólida, y se aplica una tensión digamos de 10 milivoltios entre la sonda y la superficie, entonces puede ocurrir el efecto túnel del electrón. La separación entre la mini-punta de la sonda y la muestra, debe ser del orden de nanómetros. La variación exponencial de la corriente túnel con la separación, puede mostrar variaciones de la superficie en el rango de 0,01 nanómetros. La agudización de la mini-punta de la sonda se realiza con grabado electroquímico. La agudeza de este grabado es solamente de aproximadamente 1000 nm, pero dado que el afilado no es perfectamente liso, queda una superficie con muchos mini-puntas, que están en la escala de nanómetros. El posicionamiento de una sonda sobre el rango de nanómetros, se puede hacer con obleas cerámicas piezoeléctricas. Gert Binnig y Heinrich Rohrer fueron galardonados con el Premio Nobel en 1986, junto con Ernst Ruska por su trabajo en el desarrollo de la microscopía electrónica. |
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