Uudenlaisia ferrosähköisiä rakenteita

Eräs luokka materiaaleja, joita kutsutaan relaxor-ferrosähköisiksi, tuottavat nykyisin hyvin tunnettuja PZT-keraameja suurempaa mekaanista vastetta joten niitä tutkitaan innokkaasti.

Ferrosähköiset materiaalit muuntavat pienet mekaanisen energian muutokset sähköenergiaksi ilmiöllä, jota kutustaan pietsosähköiseksi vasteeksi. Niistä kehitettyjä laitteita käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten sydänimplanteissa, ajoneuvojen polttoaineinjektoreissa ja tarkkuusluokan toimilaiteissa.

Arkansasin yliopistossa tehty tutkimus osoittaa, että näistä uusista materiaaleista valmistettujen ohutkalvojen käyttäytymistä voidaan ennustaa ja ymmärtää.

Fyysikot Sergey Prosandeev ja Laurent Bellaiche sekä Dawei Wang Xi'an Jiaotong yliopistosta Kiinasta tutkivat näitä uusia materiaaleja yliopiston supertietokoneilla. He suorittivat laskutoimituksia ohutkalvoilla, jotka on koottu monimutkaisesta relaxor-ferrosähköisistä ja sijoitettu eri alustoille.

Heidän johtopäätöksensä esittää, miten niiden ominaisuuksia voitaisiin hallita. Yksi ohutkalvojen etu on, että ne voidaan kasvattaa erilaisille ​​alustoille, mikä tekee niiden atomien väliset etäisyydet samaksi kuin alustan ja alustaa muuttamalla voi muuttaa kalvon atomien etäisyyttä.

Tutkijat havaitsivat mitä tapahtuu fysikaalisille ominaisuuksille - sekä mikroskooppisille että makroskooppisille - kun näin tehtiin. Tuloksista he tuottivat kaavion, joka auttaa alan tutkijoita suunnittelemaan uudenlaisia antureita ja muita laitteita näistä uusista materiaalirakenteista.

- Tämä tutkimus on tärkeä kokeilijoille, jotka kasvattavat pietsosähköisiä kalvoja ja etsivät uusia ohutkalvoja, joilla on halutut ominaisuudet. Tutkimus avaa uuden suunnan epäjärjestyksellisen pietsosähköisten ohutkalvojen ominaisuuksien ymmärtämiselle, toteaa professori Prosandeev yliopistonsa tiedotteessa.