Teknoloji Haberleri

Sensörlerde Ferroelektrik Malzemeye Yeni Alternatif

Sensörlerde Ferroelektrik Malzemeye Yeni Alternatif. Japonya’daki araştırmacılar, birçok cihazda sensörler için yaygın olarak kullanılan bir ferroelektrik malzeme olan kurşun titanata potansiyel bir alternatifin ince yapısını keşfetmek için ultra hızlı bir teknik kullandılar.

Ferroelektrik Malzemeler

Ferroelektrik malzemeler kapasitörlerden bellek hücrelerine, tıbbi ultrasondan veri depolama ve ekranlara kadar çok çeşitli pratik uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu malzemeler, elektronlarının kendiliğinden kutuplaşmasına sahiptir ve bu, ferroelektrik adı verilen bir elektrik alanının uygulanmasıyla ileri geri değiştirilebilir.

Kurşun titanat, bir dizi ortak cihazdaki basıncı, ivmeyi, sıcaklığı, gerilimi veya kuvveti ölçen sensörlerde sıklıkla kullanılan yaygın bir ferroelektrik malzemedir.

Kurşun kirliliğinin insan beynine muazzam bir şekilde zarar verdiği uzun zamandan beri gösteriliyor ve çoğu yargı alanı boya ve benzinde kurşunu yasaklamış olsa da, bu tür cihazlar için alternatif malzemeler geliştirme arayışı henüz tamamlanmadı.

Sensörlerde Ferroelektrik Malzeme Alternatifi

Titanyum oksidi (TiO) kurşun, baryum, stronsiyum veya kalsiyum ile birleştiren bir ferroelektrik malzeme ailesi olan perovskit titanatlar üzerinde bazı araştırmalar yapılmıştır. Bu araştırma, perovskit titanatın farklı kurucu atomlarının elektron yörüngelerinin hibridizasyonu ile ferroelektrik özellikleri arasında net bir bağlantı tespit etmişti.

Bu yeni çalışmanın yazarlarından biri olan Hiroşima Üniversitesi İleri Bilim ve Mühendislik Enstitüsü’nden Nobuo Nakajima şunları söyledi:

“Bu nedenle bir sonraki adım, elektrik alanı uygulanırken bir şekilde bu elektronların durumunu doğrudan gözlemlemeyi başarmaktı. . Bu, ultra hızlı gözlemler gerektirdi. “

Kurşun Titanata Alternatif Malzeme

Hiroshima Üniversitesi’ndeki ekip, x-ışını absorpsiyon spektroskopisini (XAS) zamana bağlı bir yaklaşımla birleştirdi.

XAS, bir x-ışınının dış (veya değerlik) elektronlarından ziyade bir atomun derin çekirdekli elektronları ile etkileşimini içerir. Bu etkileşimin ölçülmesi, malzemenin ince yapısının tanımlanmasına izin verir. Zamana bağlı bir yaklaşım, bu tekniğin, malzemedeki dinamik değişiklikleri, ferroelektrik polarizasyonun tersine çevrilmesi gibi olayların meydana geldiği son derece kısa zaman ölçeklerinde incelemek için kullanılmasını içerir.

Araştırmacıların, elektrik alanları altında spektrumlardaki ve elektronik durumlardaki en küçük değişiklikleri tespit etmelerini sağlar. İki tekniğin kombinasyonu ilk kez baryum titanat üzerinde gerçekleştirildi.

Araştırmacılar, halihazırda tanımlanmış olan titanyum ve oksijen arasındaki yörünge hibridizasyonuna ek olarak, baryum ve titanyum elektronların durumu arasında da benzer bir etkinin tespit edildiğini buldular. Bu aynı zamanda baryum titanattaki polarizasyonun tersine çevrilmesine de katkıda bulundu.

Ekip, paralel bir perovskit titanata uygulanan yeni tekniklerinin, kurşun titanatın doğası olarak tanımladıkları şeye ipuçları sağlayabileceğini ve dünyayı kurşun kirliliğinin ortadan kaldırılmasına bir adım daha yaklaştıracağını umuyor.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu