Den nye komposit forhindrer funktionsfejl i elektroniske enheder

Forskere fra South Ural State University, i samarbejde med kolleger fra Hviderusland, Indien og Kina, har skabt et kompositmateriale til nanoelektronik. Materialet kan bruges som et dielektrisk (isolerende stof) i polymerkondensatorer. Disse enheder lagrer energi og kan blive brugt i fremtidens elektronik – de holder længere, vejer mindre og har høj styrke og opladningshastighed.

Aleksey Trukhanov, Ph.D. i fysik og matematik, siger, at kompositten blev skabt på basis af indkapslede nanostrukturer bestående af dielektrisk nanostørrelse magnesiumoxid (MgO) med en ferroelektrisk nanostørrelseskal af bariumtitanat (BaTiO) ₃ ). Tilføjelsen af ​​kun tre vægtprocent af disse komponenter i polymermatrixen øger afladningsstrømtætheden med 187 %, dermed demonstrerer enestående energilagringsydelse.

"Sådan forskning er nu relevant, da den hurtige udvikling af mikro- og nanoelektronik kræver nye tilgange og udvikling af nye materialer for at reducere størrelsen af ​​funktionelle komponenter. Et fundamentalt væsentligt resultat af denne forskning er udviklingen af ​​nye kompositmaterialer med forbedrede dielektriske egenskaber, kombinerer flere teknologier:kerne-skal - teknologien til at skabe nanopartikler af dielektrisk MgO med en nanoskala skal fra det ferroelektriske BaTiO ₃ , såvel som teknologien til at sprede disse nanostrukturer i en polymermatrix, " siger Alexey Trukhanov.

Fremtiden for funktionelle kompositter

Under nedbrydningen af ​​dielektrikumet, der vil ikke være nogen elektrisk spænding og ingen ladningsinjektion fra elektroderne. Det nye materiale vil forhindre funktionsfejl i elektroniske systemer. Dette blev opnået ved at udvikle en ny kerne-skal nanostruktur og belægge skallen med stærkt isolerende magnesiumoxid. De nye nanopartikler øger styrken af ​​polymer nanokompositter markant, hvilket gør dem til ideelle materialer til dielektriske stoffer.

"Resultaterne af vores fælles arbejde vil blive brugt til at kontrollere de elektriske egenskaber af funktionelle polymere materialer af denne klasse. I øjeblikket, der er planer om at fortsætte forskningen i funktionelle kompositter med kontrollerede egenskaber. I øjeblikket, der udføres aktivt forskningsarbejde inden for kompositmaterialer med magnetiske fyldstoffer, " siger Aleksey Trukhanov.

Materialet udviklet af SUSU-forskere kan bruges i kondensatorer til grøn energi, elektrisk transport, og medicinsk udstyr.