北卡罗来纳州立大学的调查人员开发了一个计算模型旨在解释材料电导率如何受其纳米结构变化的影响。研究工作侧重于用于构造电容器的材料，具有提高新方法的发展，以更有效地存储能量的主要目标。
NC州的Doug Irving，材料科学与工程副教授，是该研究的相应作者。根据欧文，“我们满意的一件事就是这种模型同时看起来多个空间尺度 - 捕获从设备级别比例到纳米级的所有内容。”
缺陷和谷物边界
IRVING描述了两种类型的可能材料缺陷。一个示例是从物料结构中的适当位置缺失的原子。另一个是在不属于那里的结构内的原子居民。谷物边界被指示为标记一种晶体结构结束的边界线和另一个晶体结构的末端。
根据欧文，“因为处理材料的不同方式可以控制缺陷和晶界等的东西的存在和分布，因此该模型使我们的见解可用于工程师以满足特定应用的需求。”
从微米到纳米级的晶粒尺寸减小的插图 - 空间充电（SC）层重叠。图片记入北卡罗来纳州立大学（NC）
以前的单晶锶钛酸锶研究
单晶锶钛酸锶（STO）得到了很好的研究，以确定最佳实践掺杂策略。然而，许多应用程序使用STO多晶台。这是因为使用单晶stos是昂贵的，并且衍生的产品受到长期降解的影响。
出于这些原因，新的NC状态模型研究Sto多晶台，以便于理解STO多晶微观结构对电反应的影响。
多晶钙矿
本研究开发的模型使得能够预测多晶钙质的电气性质与其复杂的缺陷化学品。该模型具体示出了多晶受体掺杂钛酸锶（STO）的电导率，因为晶粒尺寸降低。STO及其合金用于许多重要的商业用途，包括电容器。
观察到，导电性的变化是由从晶界发生的电荷转移到晶粒室内设计。这是在晶界核心附近的空间电荷层，透过局部缺陷化学。晶粒尺寸对电导率和潜在的缺陷化学的影响也是因素。
该模型还开辟了门，以探索具有复杂缺陷化学品的多晶半导体系统的电气响应。这对未来电子元件的设计至关重要。
降低电容器的成本
晶界和缺陷的存在和物理位置由材料的处理方式控制。NC状态模型可以帮助设计师在材料的工程中，以满足手头特定应用的需求。
根据欧文，“......我们乐观地，该模型可以帮助我们保持未来电容器的成本，同时确保他们效果很好，持续很长时间。”
