Поделиться
Российские ученые создали электрокерамику, способную увеличить емкость и долговечность конденсаторов и аккумуляторов
Ученые НИУ МИЭТ в составе международного исследовательского коллектива создали новый электрокерамический материал, обладающий повышенной чувствительностью даже при высоких температурах. Это позволит улучшить характеристики электроники и создавать, например, более точные датчики и более емкие и долговечные пауэрбанки.
Создана новая электрокерамика
Ученые из Национального исследовательского университета МИЭТ (НИУ МИЭТ) с коллегами из Белоруссии, Китая, Пакистана и Вьетнама создали новый тип материалов для современной электроники с повышенной чувствительностью к внешним воздействиям в широком интервале температур, сообщил университет на своем сайте. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ) и программой «Приоритет-2030».
Подобные материалы называют «электрокерамика». Использование таких материалов в различных электротехнических устройствах способно значительно улучшить их характеристики. Новая разработка ученых позволит создавать более точные датчики магнитного поля для автомобилей и более емкие конденсаторы для переносных аккумуляторов (пауэрбанков).
«Мы разработали класс материалов на основе соединений висмута, самария, железа и титана с кислородом. В качестве чувствительных элементов они могут работать исправно даже при высоких температурах, что выгодно отличает их от коммерческих аналогов», — сказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий (ПМТ) НИУ МИЭТ Дмитрий Карпинский.
Он добавил, что в ходе синтеза таких материалов используются различные химические добавки, которые позволяют управлять их структурным состоянием и функциональными свойствами.
В перспективе ученые НИУ МИЭТ планируют развить технологию синтеза электрокерамических материалов в виде тонкопленочных структур с использованием современных методов напыления на гибкие подложки.
«Лоскутный» материал для электроники
Современные электрические конденсаторы имеют керамическую основу, что делает их хрупкими. Кроме того, их высокая электропроводность и малая поляризуемость понижают способность сохранять заряд в течение долгого времени. С этим связан, например, постепенный износ аккумулятора в смартфоне, пояснили ученые НИУ МИЭТ.
Новый материал за счет «лоскутности» своей структуры обеспечивает высокую емкость и долговечность конденсатора.
«Структура материалов нового типа предполагает сосуществование двух и более фаз ("лоскутов") с разным типом электрического взаимодействия между ионами — это так называемые релаксоры. Сосуществование нескольких таких "лоскутов" позволяет создавать метастабильное структурное состояние, которое предполагает высокую чувствительность этих материалов к внешнему электромагнитному полю, температуре и механическому давлению. Это позволяет использовать такие материалы в различных электротехнических устройствах», — сказал Карпинский.
Новые материалы для развития отрасли
Новые материалы могут значительно раздвинуть технологические границы современной электроники. В августе 2024 г., например, CNews писал, что в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» создали новый двумерный магнит, который позволит продолжить развитие традиционной кремниевой электроники в сторону уменьшения размеров и увеличения функциональности.
Программа развития электронного машиностроения, разработанная Минпромторгом России при участии Международного научно-технологического центра МИЭТ, предусматривает импортозамещение около 70% оборудования и материалов для производства микроэлектроники к 2030 г. Для этого в стране запустят 110 проектов ОКР и потратят больше 240 млрд руб.
Короткая ссылка
