Наночастицы магнетита и титаната бария сделали стекло многофункциональным
Физики МФТИ и Брестского государственного университет им. А. С. Пушкина создали новое стекло, активированное наночастицами магнетита и титаната бария. Оно сочетает в себе оптические, электрические и магнитные свойства, что делает его перспективным для применения в оптоэлектронике и сенсорах.
Цинк-теллуритные стекла имеют такие преимущества, как высокая оптическая прозрачность, низкая температура плавления и возможность интегрировать наночастицы других веществ. Они используются в оптоэлектронике, сенсорах для диагностики и радиационной защите. Это делает их идеальными кандидатами для создания стекол с сегнетоэлектрическими и ферромагнитными свойствами. Чистые цинк-теллуритные стекла — диамагнетики, то есть не обладают магнитными свойствами. Для придания им электрических и магнитных свойств ученые активируют их с помощью примесей. Физики в состав стекла добавили наночастицы титаната бария (BaTiO₃) и оксида железа (Fe₃O₄). В результате получился материал с комбинированными магнитоэлектрическими свойствами. Результаты исследования представлены в журнале «Стекло и керамика».
Ученые синтезировали стекла с разными концентрациями наночастиц (от одного до двух молярных процентов). Затем подробно изучили образцы методами рентгеновского анализа, который подтвердил аморфную структуру стекла с нанокластерами магнетита и титаната бария. Анализ магнитных свойств показал, что стекла, активированные оксидом железа и титанатом бария, при комнатной температуре — парамагнетики. При низких температурах исследователи обнаружили признаки ферромагнитного упорядочения. Как установили ученые, в стеклах наблюдается остаточная электрическая поляризация при 300 К, что косвенно подтверждает гипотезу образования заряженных кластеров в стекле.
«Мы считаем, что магнитоэлектрические свойства стекла проявляются благодаря образованию в нем кластеров оксида железа. Их строение еще предстоит исследовать», — рассказал Михаил Шестаков, старший научный сотрудник лаборатории оптики ультрахолодных атомных систем и функциональных материалов МФТИ.
Полученные образцы стали шагом к новым материалам — стеклянным мультиферроикам, где в стекле будут сегнетоэлектрическое упорядочение и ферромагнитное.
«На наш взгляд, наиболее значимый результат заключается в том, что активация стекла наночастицами титаната бария и оксида железа приводит к у меньшению его магнитного и электрического откликов по сравнению со стеклом, активированным только наночастицами оксида железа. Можно сказать, наночастицы титаната бария деактивируют синтезированное стекло, что довольно неожиданно», — поделился Михаил Шестаков.
Полученные стекла обладают большим потенциалом для применения в оптоэлектронике и фотонике, например в качестве волоконных усилителей и модификации оптического поведения за счет магнитных свойств. Они также могут использоваться в разработках магнитоэлектрических датчиков и сенсоров, где электрическое поле влияет на магнитное и наоборот. Магнитоэлектрические свойства стекол актуальны для разработки материалов для магнитной памяти и спинтроники, где данные записываются в виде электронных и магнитных состояний.
«В дальнейшем мы планируем исследовать структуру кластеров оксида железа и титаната бария, а также синтезировать новые стекла с другими активирующими веществами», — рассказал Михаил Шестаков.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Авторы нового масштабного исследования выявили оптимальное количество порций бурого риса, овсянки, гречки и других изделий из цельного зерна в дневном рационе, которое позволяет существенно снизить риск кардиометаболических заболеваний.
Новые данные существенно дополняют картину теплокровности динозавров и добавляют веса точке зрения, что множество, если не большинство их видов были покрыты перьями и обладали сложным поведением. Весьма вероятно, что эта их особенность способствовала как расцвету группы, так и вымиранию всех нептичьих динозавров после Чиксулуба.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно