Ученые создали новый экологичный материал для сенсоров
В НИУ МИЭТ синтезировали новый материал с особыми электромагнитными свойствами. По словам ученых, соединение будет востребовано при производстве сенсоров электрического и магнитного поля и других систем современной электроники. Результаты опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.
Для кристаллической структуры соединений металлов характерно упорядоченное расположение ионов, то есть атомов или их групп c определенной электронной конфигурацией и химической связью. Как поясняют специалисты, тип упорядочивания ионов определяет электрические и магнитные свойства материала.
Механическое, электромагнитное и другие воздействия на соединения металлов могут менять порядок связи ионов и, соответственно, — характеристики материала. Некоторые соединения реагируют только на один из факторов, но есть и так называемые мультиферроики — материалы, подверженные сразу нескольким типам взаимозависимого упорядочения, что делает их незаменимыми в современной электронике.
Специалисты НИУ МИЭТ вместе с зарубежными коллегами создали новый мультиферроик на основе системы сложных оксидов BiMnO3-BiFeO3.»Наш материал обладает магнитоэлектрическим взаимодействием, то есть проявляет и электрическую поляризацию, и магнитоактивность. Он полностью стабилен при комнатной температуре и может быть использован в электронике. Таких мультиферроиков на рынке сегодня немного», — рассказал доцент Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ Максим Силибин.
По словам ученых, материалы такого типа востребованы при создании различных сенсорных систем, а также магнитострикционных и пьезоэлектрических элементов, конвертирующих друг в друга механическую и электрическую энергию.
Предложенная методика, заявляют авторы, позволяет синтезировать материалы с метастабильным состоянием, которые меняют физико-химические параметры под действием даже слабого электрического или магнитного поля, температуры и давления. Кроме того, благодаря механизмам химического замещения ионов ионами с другой электронной конфигурацией можно получать материалы с заданными физико-химическими свойствами.
«Наше соединение более экологично в сравнении с теми, что используются сегодня в промышленности, так как не содержит свинец», — подчеркнул Силибин.
Для получения материалов использовался метод твердофазных реакций, при котором перемешанные простые оксиды или нитраты спекаются при температуре 1000–1300 градусов.
В исследовании принимали участие специалисты университета Коимбры (Португалия) и Сеченовского университета. В рамках проекта РНФ № 21-19-00386 ученые планируют исследовать другие материалы для создания высокочувствительных датчиков.
