Физики бросили вызов стандартным представлениям о пьезоэлектриках и не прогадали
Наука Физика 18.11.2021, 20:09 Физики бросили вызов стандартным представлениям о пьезоэлектриках и не прогадали Многие десятилетия исследователи были уверены, что чем меньше размер магнитного домена в ферроэлектрическом кристалле, тем выше пьезоэлектрические свойства материала. Однако исследователи из Пенсильванского университета поставили под сомнение это правило.
Алена Ядвичук редакция Тэги: Исследование Магниты Исследования
Pexels
Пьезоэлектрики — материалы, генерирующие электрический заряд под действием приложенной механической силы, удачно прижились в электронике
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Почему это важно? Проведенное исследование обеспечивает теоретическую основу для поиска корреляции между пьезоэлектричеством и симметрией и ориентацией кристалла, а также конфигурацией магнитных доменов.
В микроскопическом масштабе сегнетоэлектрики состоят из множества доменов, размер которых варьируется от нескольких нанометров до миллиметров. Каждый домен состоит из равномерного или почти равномерного распределения дипольных моментов, которые возникают при разделении заряда. Области между соседними доменами известны как доменные стенки.
Домены в сегнетоэлектриках характеризуются спонтанными электрическими дипольными моментами, которые могут быть обратимо изменены приложением электрического поля. В кристалле есть области, в которых дипольные моменты выровнены в одном направлении — их называют доменами.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Доменные стенки в сегнетоэлектриках — это границы раздела с очень малой толщиной, на которых дипольные моменты меняют свои направления. Бытует мнение, что чем меньше размер домена или выше плотность доменных стенок, тем больше пьезоэлектрический коэффициент. Оказалось, что это неверно.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Исследователи обнаружили, что эта идея основана на очень ограниченных данных без прочного теоретического фундамента. Это влияет на результаты других исследований — учёные, пользуясь этим предположением, пытались найти способы сделать все эти домены меньше, чтобы улучшить пьезоэлектрический эффект, исключая другие факторы.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
По результатам других исследований, переменное электрическое поле может улучшить пьезоэлектрический отклик кристалла на 20-40% по сравнению с постоянным электрическим полем. Но также обнаружилось, что внутри кристалла во время циклов переключения переменного тока размеры доменов фактически увеличиваются, а не уменьшаются, как можно было бы ожидать.
Предыдущие исследователи показали, что более высокий пьезоэлектрический отклик обусловлен меньшими доменами, но они смотрят только на поверхность кристалла. Стоило заглянуть вглубь, пусть и вычислительным путём — и оказалось, что на самом деле домены становятся больше, но под поверхностью кристалла.
Работа опубликована в журнале Advanced Materials.
Читайте также
- Xiaomi представила маршрутизатор Redmi Router AX5400 с чипом Qualcomm
- Western Digital повысила цены на флеш-память NAND — это следствие загрязнения производства в январе
- 4 вида вооружения, которые отправили в Европу из-за Украины, но никогда не испытывали в деле
- Twitter позволит вешать ярлыки на ботов, чтобы люди могли отличать их от живых пользователей
- Найдена загадочная "невидимая" черная дыра: космическая аномалия
- Новая статья: Обзор игрового 4K-монитора ASUS TUF Gaming VG28UQL1A: лучше поздно, чем никогда
