Vigtigste regelmæssigheder for termisk ekspansion og termisk stabilitet af lagdelte ferroelektriske stoffer er etableret

Forskerne ved Lobachevsky -universitetet og Institut for lave temperaturer og strukturforskning i Wroclaw (Polen) har gennemført unikke undersøgelser af svingningsegenskaber ved hjælp af optisk spektroskopi.

Bismut-holdige perovskitter, først beskrevet af Aurivillius, har for nylig modtaget forskningsmæssig opmærksomhed. Lobachevsky Universitets forskere har opnået de vigtigste repræsentanter for familien af ​​Aurivillius -faser:Bi ₂ MoO ₆ , Bi ₂ WO ₆ , Bi ₃ NbTiO ₉ , Bi4Ti ₃ O ₁₂ og CaBi ₄ Ti ₄ O ₁₅ . Aurivillius -faserne er de vigtigste kandidatmaterialer til fremstilling af ikke -flygtige hukommelseschips.

I øjeblikket, eksisterende hukommelsestyper med vilkårlig adgang er flygtige, dvs. hukommelsens indhold slettes, når der slukkes for strømmen. At udstyre computere med ikke-flygtig hukommelse er et langsigtet mål for datalogisk forskning. Sådanne typer hukommelse findes allerede, for eksempel, den såkaldte FRAM (Ferroelectric Random Access Memory).

Hovedelementet i mikrochippen er en tynd film af ferroelektrisk. Ferroelektriske stoffer er stoffer, der har spontan elektrisk polarisering i fravær af et eksternt elektrisk felt i et bestemt temperaturområde. Den videnskabelige og praktiske interesse for Aurivillius -faser er baseret på overgangen fra ferroelektrisk tilstand til den paraelektriske fase, som ledsages af forsvinden af ​​spontan polarisering. Funktionsprincippet for FRAM -chips er baseret på polarisationsomskiftning af et eksternt elektrisk felt mellem de to faser:polær og upolær, mens hukommelsescellen gemmer 0 og 1, henholdsvis. Oplysningerne registreres eller læses ved at skifte polariseringen af ​​ferroelektriske domæner med et eksternt elektrisk felt.

Mikrochips skal muligvis fungere under ekstreme forhold, dvs. ved høje temperaturer. Derfor, oplysninger om disse forbindelsers termiske stabilitet er påkrævet. Lobachevsky Universitets forskere har undersøgt forbindelsernes adfærd ved opvarmning og har bestemt driftstemperaturområdet for mikrochips 'materiale. Ud over, temperaturen for overgangen fra ferroelektrisk tilstand til paraelektrisk tilstand blev bestemt ved metoden til differentialscanningskalorimetri i forbindelse med høj temperatur røntgendiffraktion. Overgangstemperaturens afhængighed af sammensætningen og strukturen af ​​prøverne blev afsløret for et antal forbindelser. I fremtiden, dette vil hjælpe med at opnå prøver med specificerede egenskaber.

Hukommelseschips, der er modstandsdygtige over for termiske effekter, kan bruges på kemiske anlæg til at styre industrielle processer (f.eks. under synteseforhold) og i brandsikringssystemer udstyret med videooptagelsessystemer. For at estimere ændringerne i stoffets lineære dimensioner ved opvarmning, den termiske ekspansion af Aurivillius -faserne blev undersøgt.

Ifølge professor Alexander Knyazev, Dekan for UNN Fakultet for Kemi, forskerne fandt ud af, at en stigning i de lineære dimensioner af de opvarmede prøver primært skete i det vandrette plan. "Under overgangen til den paraelektriske tilstand, forbindelsernes lineære parametre stiger mere jævnt i hele hovedparten af ​​materialet. Disse oplysninger er vigtige for at forudsige materialets adfærd under bestemte driftsbetingelser, "Alexander Knyazev noterer.

Sammen med deres kolleger fra Institute of Low Temperatures and Structural Research i Wroclaw (Polen), UNN -forskere har udført unikke undersøgelser af svingningsegenskaber ved hjælp af moderne metoder til optisk spektroskopi. Resultaterne af undersøgelsen afslører en række strukturelle træk, der kun er karakteristiske for Aurivillius -faserne på grund af deres lagdelte struktur.

Som en opfølgning på denne forskning, Nizhny Novgorod-teamet fortsætter med undersøgelsen af ​​Dion-Jacobson-faserne, som også tilhører klassen af ​​lagdelte perovskitter. Forskernes interesse for disse forbindelser skyldes muligheden for deres anvendelse som ferroelektri, dielektrik, piezoelektri, superledere og fotokatalysatorer til vandnedbrydning under påvirkning af synligt lys. Anvendelsen af ​​Dion-Jacobson-faserne som et indledende reagens til syntese af andre lagdelte perovskitter er også af stor betydning.