Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Сегнетоэлектрические свойства титаната стронция поддались управлению
Ученые МФТИ с коллегами с помощью терагерцовой спектроскопии исследовали сегнетоэлектрические свойства пленок титаната стронция, обусловленные температурной динамикой низкочастотного полярного фонона (мягкой моды). Авторы показали, что тонкие пленки титаната стронция (SrTiO3), допированные атомами переходных металлов, демонстрируют характерное для квантовых параэлектриков температурное поведение мягкой сегнетоэлектрической моды без признаков фазового перехода вплоть до низких температур (5 К).
Работа опубликована в Journal of Alloys and Compounds. На стыке науки и технологий современные исследования в области материаловедения открывают новые горизонты. Одним из уникальных материалов является титанат стронция. Этот перовскит отличается исключительно высокой диэлектрической проницаемостью при низких температурах, что делает его подходящим для создания конденсаторов, сенсоров и других устройств. Его уникальные свойства можно модифицировать, например, используя химическое допирование для изменения его структуры.
Титанат стронция широко используется в современной электронике и может быть полезным при создании новых микроэлектронных устройств. Его сильная сторона — высокая диэлектрическая проницаемость и низкие диэлектрические потери, что означает, что он может эффективно накапливать огромный электрический заряд. Кроме того, SrTiO3 сохраняет свои привлекательные диэлектрические свойства в микроволновом диапазоне, что делает его идеальным материалом для многих приложений, таких как системы телекоммуникации и элементы микроэлектронной техники.
Новое исследование, проведенное командой учёных, выявило интересные аспекты квантово-параэлектрического поведения тонких пленок SrTiO3, допированных переходными металлами — марганцем (Mn), железом (Fe), никелем (Ni) и кобальтом (Co). Используя импульсное лазерное напыление, ученые смогли получить пленки толщиной 150 нанометров и проанализировать их свойства с использованием терагерцовой спектроскопии.
Импульсное лазерное напыление (PLD) — это метод нанесения тонких пленок материалов на подложки с использованием лазерного излучения. Суть этого метода заключается в том, что мощный лазерный импульс направляется на целевой материал, который называется «тарелка» или «порошок». Лазерное излучение быстро нагревает поверхность этого материала, в результате чего происходит его испарение (или абляция). Освобожденные атомы или молекулы в виде газа или плазмы осаждаются на подложку, образуя тонкий слой.
В ходе эксперимента исследовалось, как добавление всего двух атомных процентов переходных металлов влияет на диэлектрические свойства титаната стронция.
Одним из основных результатов работы стало выявление так называемой сегнетоэлектрической «мягкой моды» в терагерцовых спектрах. Мягкая мода — это специфический тип колебаний атомов в материале (фононов), который можно изучить с помощью терагерцовой спектроскопии, использующей частоты от нескольких см-1 до 100 см-1 и температуры от комнатных (300 К) до гелиевых (4,2 К).
Сегнетоэлектрическая мягкая мода — это специальный тип колебаний в структуре материала, который отвечает за формирование его сегнетоэлектрических свойств. В опытах с титанатом стронция ученые установили, что эти колебания ведут себя иначе в тонких пленках и нанокерамике по сравнению с объемными кристаллами.
В этом исследовании ученые обнаружили, что диэлектрический вклад и частота мягкой моды при понижении температуры ведут себя так, как предсказано в модели Барретта. Это значит, что свойства материала меняются при понижении температуры, но с определенными необычными особенностями — система хоть и стремится к переходу в сегнетоэлектрическое состояние, но сегнетоэлектрический фазовый переход не происходит. В результате кристалл переходит в квантовый режим, а диэлектрическая проницаемость приобретает ультравысокие значения, что крайне интересно для применений в криоэлектронике.
Кристаллическая структура титаната стронция / © Physics, Materials Science
Исследователи также выяснили, что можно изменять механические напряжения в пленках за счет разных коэффициентов теплового расширения материалов пленки и подложки. При соответствующем растяжении (или сжатии) свойства материала могут значительно изменяться, что позволяет манипулировать его сегнетоэлектрическими свойствами и даже повышать температуру фазового перехода до более высоких значений.
«Исследование показало сложную взаимосвязь между структурой пленок титаната стронция и ихдиэлектрическими свойствами, — рассказал Борис Горшунов, заведующий лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ. — Понимание таких взаимосвязей может привести к созданию нового класса функциональных материалов, что, в свою очередь, ускорит развитие микроэлектроники».
Исследование финансировалось Российским научным фондом.
Telegram 
Дзен 
VK Сахарный диабет первого типа требует от пациента постоянного внимания к уровню глюкозы в крови. Несмотря на развитие технологий, многим не удается достичь целевых показателей. Исследование Тюменского медицинского университета показало, что решением этой проблемы может стать дистанционный мониторинг с помощью глюкометров, автоматически передающих врачу данные самоконтроля пациента.
Международная группа биологов обнаружила, что задолго до того, как растения начали привлекать опылителей яркими красками и ароматами, они использовали «невидимый свет» — тепловое излучение. Исследование древних саговников и жуков помогло доказать существование коммуникационного канала, основанного на инфракрасных сигналах, который доминировал в мезозойскую эру.
Объемы российского рынка водоснабжения достигают 490 млрд рублей в год, а потребность в инвестициях в инфраструктуру оценивается в триллионы. Значительную часть этих затрат составляет оплата электроэнергии для насосных станций. Существенную экономию мог бы дать переход на тариф, в котором ночью и в выходные цена ниже. Однако это требует идеального почасового планирования: за ошибки в расчетах накладываются штрафы. Традиционные ручные методы прогнозирования демонстрируют высокую погрешность в 6,2%. Ученые Пермского Политеха разработали систему на основе машинного обучения, которая в 3,7 раза снижает погрешность прогноза — до 1,67%. Это позволит эффективно перейти на оптимальный тариф и гарантированно экономить свыше 160 тысяч рублей в год на одной станции.
Акведуки, дороги, бани и города, которые римляне построили на оккупированных территориях, часто воспринимаются историками как символ прогресса. Но археологические раскопки, проведенные учеными из Великобритании, открыли обратную, мрачную сторону этого «развития». Оказалось, римское владычество на несколько поколений подорвало здоровье местного населения, особенно тех, кто жил в административных центрах. Исследователи увидели эту печальную картину в костях наиболее уязвимых групп населения — женщин и детей, которые первыми реагируют на ухудшение условий жизни.
У побережья Канады морские биологи стали свидетелями необычного случая. Косатки и дельфины объединили свои силы, чтобы вместе охотиться на тихоокеанского лосося. Они погружались в темные глубины, а после удачной охоты делились пищей. Это первое задокументированное охотничье сотрудничество между двумя видами морских млекопитающих.
Человек столетиями охотился на самых недружелюбных медведей, считая их опасными хищниками. На примере апеннинских медведей ученые доказали, что соседство с людьми сделало этих животных менее враждебными на генетическом уровне.
С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.
Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?
Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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