Исследователи Южно-Уральского государственного университета вместе с учеными Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (Москва), Национальной академии наук Беларуси и Польской академии наук совершили значительный прорыв. Им удалось разработать передовой слоистый материал, объединяющий металл и керамику. Потенциал этой мультиферроиковой структуры открывает горизонты для создания сенсоров будущего, как отмечают в ЮУрГУ. Научные результаты данного достижения опубликованы в ведущем международном журнале с высоким рейтингом цитирования Scopus (Q1).
Мультиферроики: Фронт инноваций в электронике
Эволюция электронных устройств требует все более миниатюрных, но мощных элементов. Фокус современных материаловедов направлен на разработку мультиферроиков – функциональных материалов, обладающих одновременно несколькими полезными свойствами.
Международный коллектив при участии специалистов ЮУрГУ активно исследует такой класс материалов. Их уникальная особенность – спонтанные намагниченность и электрическая поляризация без воздействия внешних полей. Благодаря этим характеристикам мультиферроики обладают огромным потенциалом для создания компактной и высокопроизводительной электроники, включая сенсоры, смартфоны и компьютеры.
Преимущества слоистых композиций
Мультиферроики традиционно делятся на однофазные и композиционные. Хотя первые демонстрируют магнитоэлектрические свойства, часто их эффективность ограничена для практических приложений. Ученые сосредоточились на гетерогенных многослойных системах как на наиболее перспективном пути.
«Нас привлекли композиционные мультиферроики, которые состоят из нескольких различных фаз. Мы посчитали этот тип структур особенно перспективным для достижения высоких значений ключевых показателей», – говорит представитель научной группы.
Секреты «керамика-металл»
Слоистые материалы, соединяющие ферромагнитные и сегнетоэлектрические компоненты, вызывают огромный научный интерес.
«Ключевой задачей был тщательный анализ взаимосвязи толщин этих фаз с итоговыми магнитными и магнитоэлектрическими характеристиками структуры типа «керамика-металл». Наши эксперименты выявили неожиданную нелинейную зависимость влияния толщины металлической части на коэффициент магнитоэлектрического взаимодействия», – пояснили исследователи.
Окна новых возможностей
Работа вызвала значительный резонанс в мировом научном сообществе. Хотя для вывода структур в массовое производство потребуются дополнительные исследования, их потенциал огромен. Они рассматриваются как основа для:
* Высокочувствительных сенсоров магнитных и электрических полей;
* Энергонезависимых ячеек памяти в перспективных электронных устройствах.
Это достижение закладывает фундамент для технологий следующего поколения, подчеркивая революционный потенциал мультиферроиковых композитов.
Источник: scientificrussia.ru
