Международная команда ученых НИУ МИЭТ разработала инновационный электрокерамический материал, демонстрирующий повышенную чувствительность даже в условиях высоких температур. Эта разработка открывает путь к существенному улучшению характеристик электронных устройств, включая создание более точных датчиков и значительно более емких, долговечных портативных аккумуляторов.
Инновационная электрокерамика
Научный коллектив из НИУ МИЭТ совместно с исследователями Белоруссии, Китая, Пакистана и Вьетнама представил новый тип материала для современной электроники. Он сохраняет высокую чувствительность к внешним воздействиям в экстремальном температурном диапазоне. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и программы развития университетов «Приоритет-2030».
Подобные соединения, именуемые электрокерамикой, способны кардинально повысить функциональность различных электротехнических устройств. Разработка ученых НИУ МИЭТ найдет применение в производстве высокоточных датчиков магнитного поля для автомобилестроения и эффективных конденсаторов для переносных зарядных устройств (пауэрбанков).
Разработка представляет собой класс материалов на основе кислородсодержащих соединений висмута, самария, железа и титана. Авторы подчеркивают их ключевое преимущество: способность стабильно функционировать в качестве чувствительных компонентов при высоких температурах, превосходя коммерчески доступные аналоги.
Управление структурой и функциональными свойствами материала осуществляется через включение различных химических добавок на этапе синтеза. Ученые НИУ МИЭТ уже нацелены на дальнейшее совершенствование технологии, планируя освоить синтез таких электрокерамических материалов в виде тонкопленочных структур, наносимых методом напыления на гибкие подложки.
Уникальная структура для высокой эффективности
Современные конденсаторы на керамической основе обладают хрупкостью и постепенно теряют заряд из-за высокой электропроводности и низкой поляризуемости их материалов. Именно это приводит, в частности, к неизбежному снижению емкости аккумуляторов в мобильных устройствах со временем.
Новый материал обладает уникальной «лоскутной» структурой – сосуществованием нескольких фаз с различным типом ионного взаимодействия (релаксоров). Такая структурная организация обеспечивает исключительную емкость и продлевает срок службы конденсаторов.
Наличие нескольких таких «лоскутов» создает метастабильное состояние, обеспечивающее высокую чувствительность материала к воздействию электромагнитных полей, температуры и механического давления. Благодаря этому уникальному свойству материал имеет колоссальный потенциал для применения в самых разных электротехнических устройствах.
Перспективы для российской электроники
Инновационные материалы, подобные разработке НИУ МИЭТ, способны значительно расширить горизонты современной электроники. Параллельно в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» разработан новый двумерный магнит, который также обещает прорыв в миниатюризации и функционализации традиционной кремниевой электроники.
Комплексная программа развития отечественного электронного машиностроения, разработанная Минпромторгом России при активном участии научных центров НИУ МИЭТ, нацелена на масштабное импортозамещение: более 70% оборудования и материалов для микроэлектроники к 2030 году. Программа включает реализацию более 110 опытно-конструкторских проектов и объем инвестиций свыше 240 миллиардов рублей для уверенного развития отрасли.
Источник: biz.cnews.ru
