¿Todos los óxidos metálicos tienen alta permitividad dieléctrica?

La constante dieléctrica de un material depende de su polarización cuando se somete a un campo eléctrico. Existen diferentes mecanismos de polarización como la interacción ion-ion, ion-dipolo, dipolo, etc. Los óxidos metálicos son en gran medida iónicos, lo que da como resultado una constante dieléctrica más alta, ya que son fáciles de alinear en respuesta al campo eléctrico. Sin embargo, hay una trampa. Esta alineación depende también de la frecuencia del campo eléctrico. En la frecuencia más alta, los iones no podrían alinearse con la frecuencia que reduce drásticamente su constante dieléctrica. Sin embargo, a tan alta frecuencia, otros métodos de polarización se vuelven significativos. Puedes mirar este patrón en Permittivity.

Volviendo a su pregunta, el contexto de la pregunta no está muy claro. La cuestión de la mayor permeabilidad electrónica es dominante en la industria de los semiconductores, donde los investigadores intentan encontrar una alternativa al dióxido de silicio que haya alcanzado su límite de espesor de alrededor de 1,2 nm. Este grosor no puede reducirse aún más debido a la alta corriente de fuga asociada con capas delgadas. Por lo tanto, las personas buscan un material con una constante dieléctrica más alta para poder trabajar con un grosor mayor (la permitividad / relación de grosor es importante).

En este contexto, aunque la mayoría de los óxidos tienen una permeabilidad muy alta, no pueden usarse debido a la incompatibilidad relacionada con la deposición de una capa tan delgada sobre sustrato de silicio y algunas otras razones electrónicas. Los óxidos compatibles para este propósito son los óxidos de circonio y hafnio. Dieléctrico de alta κ.

No, no todos los óxidos metálicos tienen alta permitividad dieléctrica. Muchos son normales y hay muchos óxidos metálicos aburridos. [math] VO_2 [/ math] por ejemplo, solo tiene una permitividad de alrededor de 10 en su estado aislante. El comportamiento exótico en los metales de tierras raras suele ser el resultado de una banda d estrecha, que localiza los electrones y ayuda a impulsar el comportamiento cuántico correlacionado.

Para una visión más profunda de lo que puede causar mejoras muy grandes en la permitividad, consulte mi respuesta a ¿Por qué algunos materiales ferroeléctricos tienen índices de refracción extremadamente altos en el rango de radiofrecuencia?