Ученые из Челябинска синтезировали уникальный материал для электроники будущего
11 Мая 2019
Фото: Вячеслав Шишкоедов
Гексаферрит стронция может произвести революцию в аэрокосмической технике.
По словам ученых, магнитные оксиды гексасаферриты обладают уникальными свойствами и могут стать незаменимыми при изготовлении целого ряда элементов для машиностроения и приборостроения.
– Сегодня растет спрос на элементы высокочастотной электронной компонентной базы, широко применяемой в машиностроении, приборостроении, системах управления, автоматизированных линиях, космической промышленности, – говорит один из авторов исследования, заведующий лабораторией роста кристаллов НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Денис Винник. – Изучение свойств таких материалов имеет огромное значение. Мы провели исследования кристаллической структуры полученных образцов, исследовали их термомеханические свойства.
Итоги научной работы были опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Наши ученые сделали вывод, что гексаферриты совмещают в себе свойства ферромагнетика, диэлектрика и полупроводника. В числе их уникальных свойств – устойчивость к сверхвысоким и сверхнизким температурам, очень ценные магнитные, механические характеристики. Причем выяснилось, что монокристаллы и порошки гексаферрита стронция обладают высокой термомеханической стабильностью, что очень важно для безотказной работы в экстремальных условиях космоса.
Как сообщил Денис Винник, большинство ученых работают над получением «загрязненных» примесями поликристаллов – нано- и микропорошков этих материалов. Но наши исследователи научились выращивать и идеально чистые монокристаллы, которые, не имея дефектов, более ценны для промышленности, поскольку обеспечивают высочайшее качество конечного продукта, самый широкий спектр практических применений. Подобные монокристаллы с замещением атомов железа удалось синтезировать впервые в России.
По словам авторов ноу-хау, искусственные ферриты очень отличаются от природных прототипов. Немаловажно и то, что они обретают заданные свойства «высокотемпературных» магнитоэлектриков. Для их синтеза в качестве «сырья» взяли матрицу гексагонального феррита. Изучив химический состав, структуру и свойства материала, составили математическую модель, модифицировали ее элементы, и в итоге получили нужные характеристики.
– В нашей лаборатории есть все необходимое оборудование для проведения сложнейшего процесса синтеза, с его помощью можно получать и порошки, и монокристаллы, – подытожил Денис Винник. – Мы исследуем химические, термомеханические свойства материалов в самом широком диапазоне температур. Добавлю, что недавно у нас появился и еще один новый прибор – магнитометр, так что теперь можно на месте изучать магнитные характеристики искусственных материалов. Для этого уже не нужно, затрачивая время и средства, обращаться в сторонние лаборатории.
– Сегодня растет спрос на элементы высокочастотной электронной компонентной базы, широко применяемой в машиностроении, приборостроении, системах управления, автоматизированных линиях, космической промышленности, – говорит один из авторов исследования, заведующий лабораторией роста кристаллов НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Денис Винник. – Изучение свойств таких материалов имеет огромное значение. Мы провели исследования кристаллической структуры полученных образцов, исследовали их термомеханические свойства.
Итоги научной работы были опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Наши ученые сделали вывод, что гексаферриты совмещают в себе свойства ферромагнетика, диэлектрика и полупроводника. В числе их уникальных свойств – устойчивость к сверхвысоким и сверхнизким температурам, очень ценные магнитные, механические характеристики. Причем выяснилось, что монокристаллы и порошки гексаферрита стронция обладают высокой термомеханической стабильностью, что очень важно для безотказной работы в экстремальных условиях космоса.
Как сообщил Денис Винник, большинство ученых работают над получением «загрязненных» примесями поликристаллов – нано- и микропорошков этих материалов. Но наши исследователи научились выращивать и идеально чистые монокристаллы, которые, не имея дефектов, более ценны для промышленности, поскольку обеспечивают высочайшее качество конечного продукта, самый широкий спектр практических применений. Подобные монокристаллы с замещением атомов железа удалось синтезировать впервые в России.
По словам авторов ноу-хау, искусственные ферриты очень отличаются от природных прототипов. Немаловажно и то, что они обретают заданные свойства «высокотемпературных» магнитоэлектриков. Для их синтеза в качестве «сырья» взяли матрицу гексагонального феррита. Изучив химический состав, структуру и свойства материала, составили математическую модель, модифицировали ее элементы, и в итоге получили нужные характеристики.
– В нашей лаборатории есть все необходимое оборудование для проведения сложнейшего процесса синтеза, с его помощью можно получать и порошки, и монокристаллы, – подытожил Денис Винник. – Мы исследуем химические, термомеханические свойства материалов в самом широком диапазоне температур. Добавлю, что недавно у нас появился и еще один новый прибор – магнитометр, так что теперь можно на месте изучать магнитные характеристики искусственных материалов. Для этого уже не нужно, затрачивая время и средства, обращаться в сторонние лаборатории.
