Челябинские ученые придумали уникальный материал для сенсоров
17 Августа 2019
Фото: сайт ЮУрГУ
Он сделает электронику мощнее и компактнее.
Как «склеить» металл и керамику, чтобы получился совершенно новый композит с заранее заданными свойствами? С этой задачей справились ученые ЮУрГУ в рамках международной научной коллаборации. Им удалось создать так называемый мультиферроик, который в будущем может быть использован для изготовления сенсоров нового поколения.
По словам авторов ноу-хау, к этому их подтолкнуло бурное развитие электроники, потребность в создании более компактных и мощных источников питания. Новые материалы открывают почти безграничные возможности. Они обладают набором полезных свойств, таких как спонтанная намагниченность и спонтанная электрическая поляризация, даже когда нет источника внешнего магнитного и электрического поля. Эти уникальные качества, по мнению ученых, сделают мультиферроики очень перспективными для производства сенсоров, мобильных телефонов, компьютеров.
— Уже известно большое количество материалов, обладающих свойством магнитоэлектрического взаимодействия, — говорит старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Сергей Труханов. — Причем они бывают двух видов: однофазные с двойным типом упорядочения в рамках одной фазы, и композиционные, состоящие из нескольких фаз с различными свойствами. Но у однофазных мультиферроиков есть большой минус — слабый магнитоэлектрический эффект, а это очень важно для применения. Мы же выяснили, что второй, композиционный, или слоистый, тип таких материалов более перспективен, и дали научно обоснованный прогноз их применения.
Ученые поставили цель исследовать магнитоэлектрические свойства керамико-металлических структур. В ходе экспериментов выяснилось, что толщина ферромагнитной компоненты влияет на магнитные характеристики и магнитоэлектрическое взаимодействие в металлокерамике. Это открытие вызвало огромный интерес во всем мире. Хотя утверждать о практическом применении таких материалов, по мнению создателей, пока преждевременно, но уже просматривается и прикладной аспект. Такие структуры могут совершить переворот в создании сверхчутких сенсоров нового поколения. Кроме того, могут служить в качестве перспективных материалов для энергонезависимых ячеек памяти для электронных устройств будущего.
Исследователи заявляют, что это только начало. На будущее международная команда ученых планирует изучать корреляцию между количеством слоев в композиционных структурах и величиной магнитоэлектрического эффекта. По прогнозам, это поможет расширить представление о свойствах нового материала.
Отметим, что вместе с учеными ЮУрГУ над созданием новых материалов работают коллеги из московского Института общей неорганической химии РАН им. Курнакова, научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по материаловедению и Института физики Польской академии наук.
По словам авторов ноу-хау, к этому их подтолкнуло бурное развитие электроники, потребность в создании более компактных и мощных источников питания. Новые материалы открывают почти безграничные возможности. Они обладают набором полезных свойств, таких как спонтанная намагниченность и спонтанная электрическая поляризация, даже когда нет источника внешнего магнитного и электрического поля. Эти уникальные качества, по мнению ученых, сделают мультиферроики очень перспективными для производства сенсоров, мобильных телефонов, компьютеров.
— Уже известно большое количество материалов, обладающих свойством магнитоэлектрического взаимодействия, — говорит старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Сергей Труханов. — Причем они бывают двух видов: однофазные с двойным типом упорядочения в рамках одной фазы, и композиционные, состоящие из нескольких фаз с различными свойствами. Но у однофазных мультиферроиков есть большой минус — слабый магнитоэлектрический эффект, а это очень важно для применения. Мы же выяснили, что второй, композиционный, или слоистый, тип таких материалов более перспективен, и дали научно обоснованный прогноз их применения.
Ученые поставили цель исследовать магнитоэлектрические свойства керамико-металлических структур. В ходе экспериментов выяснилось, что толщина ферромагнитной компоненты влияет на магнитные характеристики и магнитоэлектрическое взаимодействие в металлокерамике. Это открытие вызвало огромный интерес во всем мире. Хотя утверждать о практическом применении таких материалов, по мнению создателей, пока преждевременно, но уже просматривается и прикладной аспект. Такие структуры могут совершить переворот в создании сверхчутких сенсоров нового поколения. Кроме того, могут служить в качестве перспективных материалов для энергонезависимых ячеек памяти для электронных устройств будущего.
Исследователи заявляют, что это только начало. На будущее международная команда ученых планирует изучать корреляцию между количеством слоев в композиционных структурах и величиной магнитоэлектрического эффекта. По прогнозам, это поможет расширить представление о свойствах нового материала.
Отметим, что вместе с учеными ЮУрГУ над созданием новых материалов работают коллеги из московского Института общей неорганической химии РАН им. Курнакова, научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по материаловедению и Института физики Польской академии наук.
Поделиться
