Многие источники указывают, что материал “проводит электричество, но не тепло”, что, хотя и может быть чрезвычайно полезно в производстве электроники, не совсем точно. Материал на основе диоксида ванадия проводит электричество на порядок лучше тем тепло, являясь проводником электричества с очень низкой теплопроводностью. Секрет в особом строении материала – из диоксида ванадия получают нанопроволоку – элементы диаметром около 200 нм и длиной в десятки микрон.
При температуре 67 С и выше такой материал проводит электричество, при том нетипично плохо проводя тепло. При более низких температурах материал является изолятором. Меняются также и другие свойства: при нагреве показатель преломления падает от 2,5 до 2,0, а также происходят изменения в кристаллической решетке.
Физик-теоретик Джинкао Ву из Калифорнийского университета в Беркли говорит, что открытие может в корне изменить восприятие нами концепции проводников. Согласно принятой теории (закон Видемана-Франца), металл, который проводит электричество, должен (пропорционально) проводить тепло. В микроэлектронике это вредно, так как может вызывать перегрев и разрушение тонких контактов.
Интересен так же вопрос о том, что именно мы называем металлом. В общем понимании, оксиды металлами не являются, и их осязаемые свойства такие как цвет, блеск, твердость или упругость разные. С другой стороны, с точки зрения физики все немного иначе: электронная структура определяет принадлежность к металлам либо изоляторам. В соответствии с квантовой механикой электроны, принадлежащие изолированным, могут иметь энергии исключительно из некоторого ряда определенных значений. В твердом теле все иначе, есть зоны в которых электроны могут находиться, и запрещенная зона, которая преграждает свободное перемещение электронов. Ее ширина и определяет, будет ли материал “металлом” (узкая или нулевая запрещенная зона) или нет. Интересным примером является оксид индия-олова (известен так же как ITO), который прозрачен, и при том проводит ток, являясь, с точки зрения физики, металлом.
