Современные материалы, подходящие для использования в электротехнике и электронике, создают ученые ЮУрГУ. Особое внимание они уделяют гексаферритам бария, которым задают нужные свойства при замене атомов железа на атомы других элементов. В последнем исследовании материаловеды обратились к титану. Результаты эксперимента в высокорейтинговом журнале ?Journal of Alloys and Compounds? (Q1, топ-10).
Исследование мультиферроиков продолжаются учеными Южно-Уральского государственного университета. Эти материалы отличаются тем, что в одном кристалле может быть сразу несколько упорядочиваний. Внимание специалистов ЮУрГУ приковано к гексаферриту бария, который используется в электротехнике и электронике как магнитный материал.
Гексаферрит бария способен изменять свойства при замене атомов железа атомами других элементов. Чтобы задать материалу широкий диапазон частот поглощения электромагнитного излучения, ученые легировали материал титаном и воздействовали на него термически. В результате были зафиксированы изменения в структуре и магнитном состоянии мультиферроика.
?Выбор в качестве замещающего элемента титана обусловлен тем, что металлы-заместители меняют поле анизотропии (зависимости свойств материала от направления внутри этой среды), что обеспечивает существенное изменение резонансных частот относительно значения исходной матрицы гексаферрита бария (45-50 ГГц)?, — рассказал аспирант кафедры ?Материаловедение и физико-химия материалов? Политехнического института ЮУрГУ Андрей Стариков.
Исследование проходило совместно с представителями Международного научно-технического центра Беларуси, Казанского физико-технического института имени Завойского (Татарстан), Лаппеенрантского технологического университета (Финляндия), Федерального университета Сеары (Бразилия), Сианьского университета Цзяотун (Китай), Гуджаратского университета и Профессионального университета Лавли (Индия).
?
В НИИ ?Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии? разрабатывают материалы для электроники
Ученые, работая в Лаборатории роста кристаллов НИИ ?Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии? смешивали оксидные порошки, прессовали, обжигали и спекали их. Порошки подвергали рентгенофазному и рентгеноструктурному анализу, а поверхность и химический состав полученных образцов исследовали с помощью электронного микроскопа с функцией микроанализа.
Детальное исследование механизма замещения и характера его влияния на электрофизические характеристики материалов будет способствовать получению мультиферроиков с характеристиками, регулируемыми в широком интервале частот.
?Инновационный потенциал фундаментальных результатов проекта связан, прежде всего, с тем, что благодаря сочетанию высоких магнитных свойств и низкой электропроводности ферриты нашли применение в технике высоких частот (более 100 кГц). Они используют в качестве магнитных материалов в радиотехнике, электронике, автоматике, вычислительной технике. Получение гексаферритных кристаллических структур с глубокой степенью замещения атомов железа другими атомами расширит список материалов, которые могут применяться таким образом?, — прокомментировал д.х.н., директор НИИ ?Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии?, заведующий кафедрой ?Материаловедение и физико-химия материалов? Политехнического института ЮУрГУ Денис Винник.
Исследования будут продолжены. Результаты последующих экспериментов откроют путь к плавной подстройке свойств (включая ферроэлектрические, магнитные, пьезоэлектрические и пр.) полученного материала (за счёт коррекции состава) к требованиям изготовителей электронных устройств.
Добавим, что международная коллаборация была поддержана в рамках международной программы финансирования двумя ведущими научными фондами – Российским фондом фундаментальных исследований и Белорусским фондом фундаментальных исследований.
Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ примет участие в конкурсе по программе ?Приоритет–2030?. Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
СМИ о нас:
- ТАСС: