Исследователи Национального исследовательского университета "МИЭТ", объединив усилия с международными учеными, представили инновационный материал для современных электронных устройств. Как заявили разработчики, это безопасный аналог популярных, но токсичных свинцовых соединений, чье использование все активнее ограничивается глобально.
Основа материала — кристаллические соединения металлов, где атомы образуют строго упорядоченную структуру. Электрические и магнитные особенности некоторых таких соединений позволяют формировать дополнительные упорядоченные системы, определяющие важные характеристики вещества.
Меняя эту внутреннюю упорядоченность с помощью температуры, электрического поля или механического воздействия, можно управлять свойствами материала. Особый интерес вызывают мультиферроики — соединения, чувствительные сразу к нескольким типам воздействий, что делает их крайне перспективными для электронных разработок.
Улучшение легендарного BiFeO3
Ученые МИЭТ сосредоточились на феррите висмута (BiFeO3), чьи уникальные возможности известны давно, но применение сдерживалось недостаточной силой электромагнитных свойств (особенно при обычной температуре). Решением стала стратегическая замена атомов висмута и железа на кальций и марганец. Эта модификация не только усилила нужные характеристики, но и сделала результат эффективным при комнатной температуре.
Широкие возможности экологичных решений
"Твердофазный синтез с замещением атомов дает материалы с выдающимися магнитными, магнитоэлектрическими и электромеханическими качествами, — подчеркнул Максим Силибин, доцент Института перспективных материалов и технологий МИЭТ. — Сфера применения огромна: от пьезоэлектриков и элементов чувствительных сенсоров до солнечной энергетики".
Безопасная альтернатива мирового масштаба
Исследователи отмечают, что большинство современных мультиферроиков опасно для здоровья из-за содержания свинца. Поскольку глобальный тренд — запрет на свинец, команда МИЭТ уверена: их разработка на основе безопасного BiFeO3 станет востребованной планетарной альтернативой.
Возможность масштабирования и будущее
Новые открытия ученых углубили понимание связи между кристаллическим строением и свойствами многофункциональных материалов. Это позволило специалистам МИЭТ создать промышленный метод получения таких соединений с прогнозируемыми характеристиками. Теперь команда устремлена к разработке технологии производства энергоэффективных мультиферроиков BiFeO3 в форме ультратонких пленок для перспективной электротехники.
