Nowatorska metoda odsłania właściwości ferroelektryczne perowskitów.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Nagoya w Japonii opracowali nową metodę tworzenia wielowarstwowych perowskitów, materiałów o wyjątkowych właściwościach elektrycznych, które zmieniają się w zależności od liczby warstw. Dzięki metodzie syntezy szablonowej udało im się uzyskać perowskity o 4 i 5 warstwach, wykazujące unikalne zachowania elektryczne.

Perowskity odgrywają kluczową rolę w elektronice, ponieważ potrafią zmieniać swoje uporządkowanie elektryczne pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Ta zdolność, znana jako ferroelektryczność, jest niezbędna w działaniu wielu urządzeń elektronicznych, takich jak:

• Urządzenia pamięciowe
• Kondensatory
• Siłowniki
• Urządzenia sensorowe

Te urządzenia można łatwo włączać i wyłączać, co przekłada się na ich lepsze działanie i większą przyjazność dla środowiska. To badanie stanowi ważny krok w kierunku opracowania ferroelektryków bez ołowiu, które są kluczowe dla przyszłych urządzeń elektronicznych.

Zespół z Uniwersytetu w Nagoi opracował metodę, która pozwala na precyzyjne kontrolowanie liczby warstw perowskitu. Proces zaczyna się od trzech podstawowych warstw, do których dodawany jest tytanian strontu (SrTiO3), co stopniowo zwiększa ich ilość. Dzięki tej metodzie możliwe jest tworzenie struktur warstwowych o lepszej stabilności i kontroli niż dotychczas.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:55

Nowa metoda pozwala badać aktywność genów w żywym ludzkim mózgu bezinwazyjnie

Rozwijanie tworzenia innowacyjnych materiałów.

Badanie wykazało, że specjalnie zaprojektowane perowskity wykazują różne zachowania w zależności od liczby warstw. Gdy liczba warstw jest nieparzysta, perowskity zachowują się zgodnie z klasycznymi modelami ferrelelektroczności bezpośredniej. Natomiast przy parzystej liczbie warstw demonstrują ferrelelektroczność pośrednią. To odkrycie stwarza nowe możliwości badań nad ferrelelektromateriałami i innymi materiałami elektronicznymi.

To badanie może znacząco wpłynąć na przyszłość. Analizując różne rodzaje materiałów, naukowcy mogą badać opcje wykraczające poza te standardowo używane. Może to doprowadzić do stworzenia materiałów o lepszych właściwościach niż te, które posiadamy obecnie. Ponadto, dzięki poznaniu zachowania poszczególnych warstw, naukowcy mogą tworzyć specjalistyczne urządzenia elektroniczne dostosowane do specyficznych potrzeb.

Naukowcy koncentrują się na perowskitach warstwowych typu Dion-Jacobson ze względu na ich nietypową strukturę warstw oktadedralnych, które są asymetryczne. Taka budowa nadaje im unikalne właściwości ferroelektryczne. Ruch jonów dodatnich i ujemnych oraz rotacja oktadedrów spowodowana różnicami w rozmiarach mogą prowadzić do nowych osiągnięć technologicznych w dziedzinie elektroniki.