14:33 08 Tháng Bảy 2020
Khoa học
URL rút ngắn
60
Theo dõi Sputnik trên

MATXCƠVA (Sputnik) - Các nhà khoa học từ Đại học Nghiên cứu Quốc gia Nga “Viện Công nghệ Điện tử Matxcơva” (MIET) cùng với các đồng nghiệp nước ngoài đã tạo ra loại vật liệu mới cho thiết bị điện tử hiện đại.

Theo các tác giả, vật liệu mới thân thiện với môi trường là phương án thay thế tối ưu cho các vật liệu chứa chì - một kim loại độc hại mà trên thế giới có khuynh hướng giảm dần sử dụng nó. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Materials Letters.

Cấu trúc tinh thể của các hợp chất kim loại có đặc trưng như sau: các nguyên tố, mà đó là các nguyên tử có điện tích khác nhau, được sắp xếp theo nguyên tắc nhất định. Nhờ các tính chất điện và từ, một số nguyên tố có thể tạo thành những hệ thống bổ sung được sắp xếp trong cùng một kiểu ảnh hưởng đến tính chất hóa lý của vật liệu.

Tác động lên các hợp chất của kim loại bằng trường điện từ hoặc nhiệt độ có thể làm thay đổi thứ tự liên kết trong các hệ thống này, từ đó thay đổi tính chất của vật liệu. Một số hợp chất chỉ phản ứng với một yếu tố, nhưng có cả cái gọi là “multiferroic” - tổ hợp với nhiều tính chất trong cùng một pha. Theo các nhà khoa học, tính chất này khiến multiferroic trở thành loại vật liệu không thể thiếu trong các thiết bị điện tử hiện đại.

Các nhà khoa học MIET giải thích thêm rằng, tính chất tương tự của bismuth ferrite BiFeO3 được biết đến trong nhiều thập kỷ, nhưng, việc sử dụng nó vẫn bị hạn chế do tính chất điện từ yếu, chỉ xuất hiện ở nhiệt độ thấp. Để tăng cường tính chất này, các nhà khoa học đã thay thế một số nguyên tử sắt và bismuth bằng các nguyên tử canxi và mangan. Theo họ, việc sửa đổi như vậy không chỉ cải thiện tính chất của các hợp chất mà còn cho phép sử dụng chúng ở nhiệt độ phòng.

“Việc thay thế những nguyên tử bằng phương pháp tổng hợp trạng thái rắn cho phép tạo ra các loại vật liệu với đặc tính điện, từ và điện từ được cải thiện. Ngày nay các loại vật liệu như vậy có nhu cầu lớn ở hầu hết các ngành: đó là các bộ phận áp điện và từ tính, cảm biến từ trường, cũng như trong năng lượng mặt trời và một số lĩnh vực khác”, - Giáo sư Maxim Silibin từ Đại học Nghiên cứu Quốc gia Nga “Viện Công nghệ Điện tử Matxcơva” (MIET) cho biết.

Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng, hầu hết các loại multiferroic được sử dụng ngày nay đều chứa chì có hại cho cơ thể. Trên khắp thế giới có khuynh hướng giảm dần sử dụng chì, do đó các nhà khoa học MIET tin chắc rằng, các vật liệu thân thiện với môi trường dựa trên bismuth ferrite do họ tạo ra sẽ được sử dụng rộng rãi.

Các nhà khoa học cho biết rằng, kết quả nghiên cứu mở rộng sự hiểu biết về mối quan hệ giữa cấu trúc tinh thể và các tính chất của vật liệu multiferroic. Nhờ dữ liệu mới, các chuyên gia của MIET đã phát triển phương pháp công nghiệp để tổng hợp các hợp chất loại này với các tham số điện từ cần thiết.

Trong tương lai, các nhà khoa học MIET có kế hoạch phát triển công nghệ sản xuất các loại vật liệu multiferroic dựa trên BiFeO3 dưới dạng màng mỏng có nhu cầu lớn nhất trong kỹ thuật điện. Dự án nghiên cứu được thực hiện dưới sự tài trợ của Quỹ khoa học Nga 18-19-00307.