< br />
Zen
МОСКВА, 2 октября Новый тип материала для современной электроники создали специалисты Национального исследовательского университета электронной техники (НИУ МИЭТ) в составе международной научной группы. По словам ученых, повышенная чувствительность новых материалов к внешним воздействиям позволит создавать более точные датчики магнитного поля для автомобилей и более емкие конденсаторы для портативных аккумуляторов. Результаты представлены в Ceramics International.
Способность материала проводить ток определяется не только его химическим составом, но и расположением частиц в его структуре. Некоторые материалы под воздействием внешних воздействий «упорядочиваются» и изменяют свою способность проводить ток или накапливать заряд, сообщили специалисты Национального исследовательского университета электронной техники (НИУ МИЭТ).
Такие материалы, называемые «электрокерамикой», используются не только в научных приборах, но и в датчиках для автомобилей и самолетов, а также в портативных устройствах хранения энергии (powerbanks). Благодаря использованию электрокерамики powerbank сам «понимает», когда ему нужно отдавать заряд, а когда — накапливать, пояснили ученые.
В то же время В то же время они скажем, современные электрические конденсаторы имеют керамическую основу, что делает их хрупкими. Кроме того, их высокая электропроводность и низкая поляризуемость снижают их способность сохранять заряд в течение длительного времени. С этим связано, например, постепенное изнашивание аккумулятора в смартфоне.
Группа исследователей из Национального исследовательского университета «Электронная техника» совместно с коллегами из Беларуси, Китая, Пакистана и Вьетнама разработали новый тип материала, который за счет «лоскутности» своей структуры обеспечивает высокую емкость и долговечность конденсатора.
«
"Структура нового типа материалов предполагает сосуществование двух и более фаз («лоскутов») с различными типами электрического взаимодействия между ионами —«Это так называемые релаксоры. Сосуществование нескольких таких «пятен» позволяет создать метастабильное структурное состояние, что предполагает высокую чувствительность этих материалов к внешнему электромагнитному полю, температуре и механическому давлению. Это позволяет использовать такие материалы в различных электротехнических устройствах», — рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий (ИПМТ) НИУ МИЭТ Дмитрий Карпинский.
Он добавил, что при синтезе таких материалов используются различные химические добавки, которые позволяют управлять их структурным состоянием, типом электрического упорядочения, а следовательно, и функциональными свойствами таких материалов.
«
"Нами разработан класс материалов на основе соединений висмута, самария, железа и титана с кислородом. «Как чувствительные элементы, они могут исправно работать даже при высоких температурах, что отличает их от коммерческих аналогов», — сказал ученый.
По его мнению, использование новых материалов позволит создавать конденсаторы большой емкости, датчики давления, ускорения и электромагнитного излучения с высокой чувствительностью в широком диапазоне температур. Ожидается, что использование таких материалов в различных электротехнических устройствах значительно улучшит их характеристики, например, позволит создавать чувствительные датчики положения и ускорения (акселерометры) для современных смартфонов и автомобилей.
В перспективе ученые МИЭТ планируют разработать технологию синтеза электрокерамических материалов в виде тонкопленочных структур с использованием современных методов напыления на гибкие подложки.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (№ 23-19-00347) и программа «Приоритет 2030».
Свежие комментарии