Este novedoso término ha sido acuñado por Zhon Lin Whang, director del Centro de Caracterización de Nanoestructuras ([1] CNC) del Georgia Tech. Cuando se habla de nanopiezotrónica, se habla de un nuevo campo de investigación que se basa en la generación de energía eléctrica, a escala nanométrica, a través de una tensión mecánica aplicada al dispositivo nanopiezotrónico.

    Lo que Wang se empeña en resaltar una y otra vez, como requisito indispensable para el desarrollo de esta nueva área de investigación, es la asociación de dos propiedades del ZnO, como son la piezoelectricidad y su carácter semiconductor. A partir de nanohílos y nanocintas de ZnO, se podrían fabricar nuevos dispositivos como nanotransistores y nanodiodos, que podrían convertirse en los pilares que permitirían la creación de una nueva área de la [2] nanoelectrónica.

   El mecanismo nanopiezotrónico se fundamenta en la capacidad que tienen las estructuras sometidas a una tensión mecánica, de separar las cargas positivas y negativas ([3] piezoelectricidad). La relación entre lo que la estructura ha sido doblada y la generación de carga ha permitido el desarrollo de dispositivos como:

- Nanogeneradores: la deformación creada por una punta de un Microscopio de Fuerzas Atómicas, [4] AFM, sobre un nanohílo de ZnO, (Fig 1.a-d), tiene las siguientes consecuencias:

• Fig 1.b: Distribución de la tensión longitudinal e_z ejercida sobre el nanohílo.
• Fig 1.c: Distribución del campo eléctrico longitudinal E_z inducido por el efecto piezoeléctrico.
• Fig 1.d: Distribución del potencial eléctrico V en el nanohílo.
• Fig 1.e: [5] Contacto Schottky entre la punta y el semiconductor en polarización directa.
• Fig 1.f: Contacto Schottky entre la punta y el semiconductor en polarización inversa.

Fig 1. Fundamento físico del nanogenerador.

- Transistores de efecto campo piezotrónicos: en un transistor de efecto campo ([6] FET) convencional (Fig 2.g) un potencial eléctrico (potencial de puerta) es aplicado para crear un campo eléctrico, que controle el flujo de corriente a través del canal (nanohílo). En el transistor piezotrónico, el flujo de corriente es controlado doblando el nanohílo, lo que produce un cambio en la conductancia. La flexión producida tiene el efecto del voltaje de puerta.

Fig 2. h) FET convencional; h) FET piezotrónico.

- Nanosensores de fuerza: Midiendo los cambios en el flujo de corriente a través de un nanohílo, los sensores piezotrónicos pueden detectar fuerzas del orden de nao- o incluso pico- Newtons.

Fig 3. Gráfico que muestra la relación entre la conductancia de un nanohílo de ZnO y la fuerza de deflexión, mostrando un sensor de fuerza o presión a nanoescala.

   Como éstas, otras aplicaciones se pueden encontrar en la revisión escrita por Wang, "The new field of the nanopiezotronics",  publicado por [7] Materials Today en Mayo de 2007.