Войти

Микротехнологический рывок: пьезоэлектрик скрестили с наночипом

2214
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
  • 15.07 01:59
  • 16278
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.07 22:55
  • 0
Комментарий к "Сословный строй сталинского социализма. Как Ельцин и рабочий класс разрушили СССР."
  • 14.07 20:36
  • 0
О советских ОБТ
  • 14.07 18:20
  • 0
Комментарий к "А вы точно основные танки?"
  • 14.07 14:11
  • 4
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 14.07 03:01
  • 0
Комментарий к "Почему израильский танк «Меркава» считается самой странной машиной нашего времени? Правда ли, что его придумали советские инженеры?"
  • 14.07 02:51
  • 1
ВВС Филиппин ожидают поставку шести дополнительных самолетов A-29B "Супер Тукано" в 4-м квартале 2026 года
  • 14.07 02:42
  • 1
ФСБ сорвала попытку Украины повторить операцию «Паутина»
  • 13.07 19:31
  • 0
Комментарий к "Почему советский человек жил вопреки государству, а не благодаря ему"
  • 13.07 16:44
  • 0
Комментарий к "Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует"
  • 13.07 14:55
  • 1
Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует
  • 13.07 05:42
  • 1
Комментарий к "Почему религия- мракобесие: основные аргументы"
  • 13.07 01:18
  • 1
Операторов БПЛА Северного флота обучили работе с «Елками»
  • 12.07 21:42
  • 1
Комментарий к "Главный миф о танке «Абрамс» в который вы до сих пор верите"
  • 12.07 19:55
  • 0
Комментарий к "Правда ли, что Николай II был главным виновником того, что Россия не смогла победить в Первой мировой войне"