Войти

Микротехнологический рывок: пьезоэлектрик скрестили с наночипом

1849
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
  • 02.11 20:51
  • 4
"Удары неизбежны". Пентагон нащупал "слабость" в российской обороне
  • 02.11 20:42
  • 1
Против России готовят солдат от имени королевы Франции
  • 02.11 19:42
  • 0
Ответ на "Способен ли китайский танк «Тип 99» превзойти М1 «Абрамс» или российский Т-90? (The National Interest, США)"
  • 02.11 19:22
  • 5362
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.11 15:22
  • 1
Способен ли китайский танк «Тип 99» превзойти М1 «Абрамс» или российский Т-90? (The National Interest, США)
  • 01.11 13:59
  • 0
Вашингтон берется за Босфор и Дарданеллы
  • 01.11 05:48
  • 1
На Западе оценили «революционную» ракету Ирана
  • 01.11 04:24
  • 1
Глава МИД Армении: у нас с Россией есть разногласия, но у стран крепкие экономические связи
  • 01.11 02:58
  • 1
Правительство Марокко близко к закупке самолетов ВТА C-390 "Миллениум"
  • 31.10 12:10
  • 0
Отчаяние Киева: удар по Беларуси
  • 31.10 08:52
  • 1
NYT: США готовятся к возможной войне с КНР, изучая опыт украинского конфликта
  • 31.10 08:39
  • 4
Даже с ограниченными возможностями Зеленский продолжает искать для Украины путь вперед (The New York Times, США)
  • 31.10 03:26
  • 1
В США рассказали о неожиданной роли бомбардировщика B-21
  • 31.10 03:16
  • 0
К вопросу о "мировой истории войн", и не только. Часть 3.
  • 31.10 01:16
  • 0
К вопросу о "мировой истории войн", и не только. Часть 2.