Сегнетоэлектрики широко используются в инфракрасных камерах, медицинских ультразвуковых аппаратах, компьютерной памяти и преобразователях энергии. Они обладают естественной электрической поляризацией, а также являются диэлектриками, то есть их можно поляризовать под действием электрического поля. Большинство этих материалов содержат токсичный свинец, что стимулировало десятилетние поиски экологичных альтернатив.
Традиционно свойства сегнетоэлектриков улучшали химическим регулированием границ фаз — областей, где встречаются разные кристаллические структуры материала. Для бессвинцовых материалов этот метод проблематичен из-за склонности щелочных металлов к испарению. Американские ученые предложили принципиально новый подход, используя механическое напряжение вместо химических процессов.
В эксперименте с пленкой ниобата натрия деформация привела к тому, что материал стал иметь сразу три различные фазы, что оптимизирует полезные сегнетоэлектрические свойства материала за счет создания большего количества границ.
Это было важное открытие — мы ожидали перехода из одной фазы в другую, но не трех одновременно.
Результаты исследования, опубликованные в научном журнале Nature Communications, открывают перспективы для разработки медицинских имплантов и высокоэффективной электроники. Следующим этапом станет тестирование метода в экстремальных температурных условиях — от -270 °C до +1000 °C.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании в России нового супердетектора для квантовых вычислений.
