Войти

Микротехнологический рывок: пьезоэлектрик скрестили с наночипом

2004
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
  • 09.01 21:03
  • 13159
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.01 21:00
  • 0
Комментарий к "Захват Мадуро Штатами — это удар или возможность для Путина? (Гуаньча, Китай)"
  • 09.01 17:10
  • 22
Отказ от нефти и газа затронет каждого жителя России
  • 09.01 15:14
  • 0
Уникальные технологии ядерного арсенала России – холодный компресс для «оппонентов»
  • 09.01 13:18
  • 2
Алиханов: в РФ создадут линейку авиадвигателей семейства П-35
  • 09.01 10:35
  • 1
Захват Мадуро Штатами — это удар или возможность для Путина? (Гуаньча, Китай)
  • 09.01 07:25
  • 1
Россия должна ответить силой на захват танкера американцами - Гурулёв
  • 09.01 05:30
  • 87
МС-21 готовится к первому полету
  • 08.01 14:58
  • 0
Новая реальность
  • 08.01 13:16
  • 1
«Ростех» сообщил о работе танкостроения РФ над машинами будущего
  • 08.01 08:58
  • 23
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 08.01 07:17
  • 0
Комментарий к "Новый год — новая сделка? Почему перспектива установления мира на Украине по-прежнему кажется чем-то недостижимым (The Guardian, Великобритания)"
  • 08.01 06:23
  • 0
Комментарий к "США отказались подписывать итоговую декларацию о гарантиях для Украины"
  • 08.01 05:46
  • 0
Комментарий к "Справится ли Европа с Россией без американской помощи? (The Economist, Великобритания)"
  • 08.01 00:26
  • 3
Ковальчук: Курчатовский институт работает над созданием компактной лунной АЭС