Titânio de bário em escala nanométrica: síntese controlada e propriedades dielétricas e ferrométricas

A tendência atual na miniaturização de dispositivos eletrônicos tem impulsionado a investigação em muitos materiais nanoestruturados. O material ferrométrico titânio de bário (BaTiO3) tem recebido considerável atenção na última década devido às suas excelentes propriedades dielétricas e ferrométricas. Isso levou a um progresso significativo nas técnicas sintéticas que produzem nanocristais de BaTiO3 (NCs) de alta qualidade com morfologias bem definidas (por exemplo, nanopartículas, nanobarras, nanocubos e nano-fios) e fases cristalinas controladas (por exemplo, cúbica, tetragonal e multifásica). A capacidade de produzir BaTiO3 em escala nanométrica com propriedades controladas possibilita estudos teóricos e experimentais sobre as intrigantes, mas complexas, propriedades dielétricas de NCs individuais de BaTiO3, bem como nanocompósitos de BaTiO3/polímero. Comparado com NCs individuais de BaTiO3 sem polímero, os nanocompósitos de BaTiO3/polímero possuem várias vantagens. O componente polimérico permite uma fácil processabilidade em solução, alta resistência à ruptura e leveza para escalabilidade de dispositivos. O componente de BaTiO3 proporciona uma alta constante dielétrica. Nesta revisão, destacamos os avanços recentes na síntese de NCs de alta qualidade de BaTiO3 por meio de uma variedade de abordagens químicas, incluindo métodos organometálicos, solvotérmicos/hidrotérmicos, de moldagem, de sal fundido e sol-gel. Também resumimos as propriedades dielétricas e ferrométricas de NCs individuais de BaTiO3 e dispositivos baseados em NCs de BaTiO3 por meio de modelagem teórica e estudos experimentais de microscopia de força piezoelétrica (PFM). Além disso, discutem-se estratégias sintéticas viáveis para novos nanocompósitos de BaTiO3/polímero e sua relação estrutura-composição-desempenho. Por fim, é apresentado um olhar sobre a direção futura dos materiais baseados em BaTiO3 nanoestruturado.