Войти

Микротехнологический рывок: пьезоэлектрик скрестили с наночипом

1966
1
+1

Ученые из Университета Висконсина совершили прорыв в микротехнологиях, который позволит широко использовать пьезоэлектрические материалы в нано- или микроэлектромеханических устройствах (NEMS и MEMS).


Благодаря интеграции монокристаллического материала с мощными пьезоэлектрическими свойствами и кремниевой подложки появилась возможность изготовить низковольтные почти наноразмерные электромеханические устройства, которые могут совершить революцию в обработке сигналов, коммуникациях, энергетике, сенсорных технологиях, наномеханике и множестве других отраслей. Пьезоэлектрические материалы используют механическое движение для получения электрического тока. Также возможен и обратный процесс: получение механических колебаний при подаче тока на пьезоэлектрик. Пьезоэлектрические материалы широко применяются для генерации высокочастотных звуковых или ультразвуковых волн, например, в аппаратах УЗИ.



Ученые из Университета Висконсина исследовали пьезоэлектрический материал ниобат свинца-магния – титанат свинца (PMN-PT). Этот материал обладает чрезвычайно мощным пьезоэлектрическим эффектом, что позволяет создать сильные механические колебания при относительно небольшом электрическом напряжении. Материалы вроде PMN-PT, в частности, используются для трехмерной ультразвуковой диагностики высокого разрешения.


Использование таких материалов в микромеханических устройствах очень перспективно, но сегодня существуют серьезные ограничения в технологии производства, которые мешают применить уникальные свойства PMN-PT. Так, обычно для создания микроскопических пьезоэлектрических устройств приходится выполнять «огранку» сыпучего материала, чтобы придать крупинкам пьезоэлектрика желаемую форму. Это неточный, подверженный ошибкам процесс, который не подходит для высокоточного изготовления наноэлектромеханических или микроэлектромеханических систем.


С помощью микромасштабного технологического процесса, похожего на те, что используются в электронике, команда ученых смогла, наконец, решить проблему сверхточной интеграции PMN-PT на кремниевую подложку. Из-за потенциальной химической реакции между компонентами пришлось выкладывать из атомов сложные структуры: на кремний наносится свехтонкий слой титаната стронция, который выступает в качестве шаблона и повторяет структуру кремния. Затем идет слой рутената стронция (электрод), и только затем – PMN-PT.


Устройства на основе новой технологии смогут значительно улучшить процессы обработки сигналов, медицинскую визуализацию, снизить энергопотребление и увеличить скорость датчиков, а также позволят сверхточно позиционировать микроприводы и другие сверхмалые устройства.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
1 комментарий
№0
25.11.2011 02:45
Пъезоэлектрики применяются и в подводных звуковых обнаружителях.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 01.12 14:58
  • 3
В США перспективы российского Су-75 сравнили с «полетом фантазии»
  • 01.12 12:16
  • 1
Новая лазерная база НАТО в Арктике будет противодействовать России и Китаю (Newsweek, США)
  • 01.12 12:13
  • 1
Перевооружение стран ОДКБ станет вкладом в безопасность России
  • 01.12 12:02
  • 1
Малые крылья большой страны: в России хотят создать до пяти новых моделей легких самолетов
  • 01.12 11:56
  • 1
Госкомвоенпром Республики Беларусь: новые ЗРК "Тор-М2" на шасси ОАО "МЗКТ" прибыли в войска
  • 01.12 11:42
  • 11737
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.12 11:14
  • 6
B-21 Raider и пределы технологической революции в военном деле
  • 01.12 08:49
  • 2
Комментарий к "B-21 Raider и пределы технологической революции в военном деле"
  • 30.11 21:24
  • 1
Система С-300П и ее модификации
  • 30.11 17:20
  • 42
Италия заказала первые боевые машины пехоты KF41 Lynx
  • 30.11 05:37
  • 3
Трамп назвал "произведением искусства" бомбардировщики, наносившие удары по Ирану
  • 29.11 21:04
  • 1
Скотт Риттер: без контроля над вооружениями человечество движется к гибели
  • 29.11 20:52
  • 0
Комментарий к "Пуститься по миру: как Киев намерен содержать армию в 800 тыс. человек"
  • 29.11 19:36
  • 0
Комментарий к "Почему оторванная от реальности Европа не станет поддерживать Украину в конфликте (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 29.11 15:47
  • 80
МС-21 готовится к первому полету