Bismut-Eisen-Oxid als umkehrbare Diode verwendbar

An der Rutgers-Universität in New Brunswick entdeckten Physiker, dass mit Bismut-Eisen-Oxidkristalle eine schaltbare Diode hergestellt werden kann. Dazu wirkt der Kristall wie eine Solarzelle, weshalb die Forscher ihn als nützlich für elektrooptische Geräte ansehen.

New Brunswick (USA) - US-Physiker nutzten die ferroelektrischen Eigenschaften von Bismut-Eisen-Oxid, um die Durchlassrichtung für Strom durch den Kristall zu ändern. Ferroelektrizität kommt dort vor, wo die Kristallstruktur dafür sorgt, dass die unterschiedlich geladenen Ionen im Kristall sich bevorzugt in bestimmten Richtungen anordnen können. Dadurch bildet sich im Kristall spontan ein elektrisches Feld aus, der Kristall ist polarisiert.

Die Physiker nutzten aus, dass man diese Polarisation bei Bismut-Eisen-Oxid durch kurze Stromstöße mit 150 Volt Spannung umkehren kann. Das Material hat dazu noch die Eigenschaft, wie eine Diode zu wirken: Es leitet Strom nur in die Richtung, in die auch die elektrische Polarisation zeigt.

Der Unterschied zu herkömmlichen Dioden: dort entsteht der Diodeneffekt im Grenzbereich zwischen mit verschiedenen Atomen angereicherten Halbleitern. Somit ist die Durchlassrichtung dort nicht umkehrbar.

Dass Bismut-Eisen-Oxid gleichzeitig Licht in elektrischen Strom verwandelt, lässt die Physiker mit seiner Hilfe auf effektivere Solarzellen hoffen, denn es absorbiert besonders im blauen Spektralbereich viel Licht, wo heutige Solarzellen noch schwächeln.

Lichtabsorption und Diodeneffekt könnte bei elektrooptischen Anwendungen auch kombiniert genutzt werden.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2009/bismut-eisen-oxid-als-umkehrbare-diode-verwendbar/