Нанокристаллические сплавы

Нанокристаллы для ферроэлектричества
Ферро-электричество
Явление ферроэлектричества было открыто в 1921 году с использованием соли Рошель. Титанат бария (BaTiO3) - это сегнетоэлектрический материал, используемый для производства сегнетоэлектричества. Существует более 250 материалов, которые проявляют сегнетоэлектрические свойства, в том числе:Титанат свинца, титанат цирконата свинца и титанат цирконата свинца и лантана. Сегнетоэлектрические материалы, как и их ферромагнитные аналоги, обладают постоянным дипольным моментом. Однако в сегнетоэлектриках дипольный момент является электрическим, а не магнитным, поэтому его можно ориентировать с помощью электрических полей, а не магнитных, что позволяет хранить электрически цифровую информацию в тонких сегнетоэлектрических пленках.
Области применения сегнетоэлектрических материалов
Сегнетоэлектрические материалы используются для изготовления конденсаторов, энергонезависимой памяти, пьезоэлектриков для ультразвуковой визуализации и приводов, электрооптических материалов для приложений хранения данных, термисторов, переключателей, известных как преобразователи или трансполяризаторы, генераторов и фильтров, светоотражателей, модуляторов. и дисплеи.
Наноструктурированные металлы
Наноструктурированные металлы демонстрируют интересные и полезные свойства благодаря их чрезвычайно мелкой структурной шкале длины. К сожалению, контроль размера зерен в нанокристаллическом режиме оказался трудным, поскольку эти материалы представляют собой классическое далекое от равновесия состояние, содержащее большую объемную долю высокоэнергетических интерфейсов. Легирование дает возможность снизить потери энергии, связанные с образованием наноструктур.
GeTe - полупроводниковый сегнетоэлектрик, а BaTiO3 - типичный оксидный сегнетоэлектрик. Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского университета в Беркли изучили карты сегнетоэлектрических искажений в теллуриде германия и оксиде бария-титана для создания энергонезависимых запоминающих устройств следующего поколения, которые будут хранить терабиты данных на квадратный дюйм.
Исследователи проанализировали сегнетоэлектрическое упорядочение в одиночных нанокристаллах GeTe и BaTiO3, непосредственно визуализировав структурные искажения, связанные с ферроэлектричеством.
Энергонезависимые запоминающие устройства, изготовленные из этих сегнетоэлектрических нанокристаллов, могут иметь плотность хранения данных и использоваться в качестве пьезоэлектрических приводов на нанометровом уровне и преобразователи в будущих устройствах наноэлектромеханических систем (NEMS).
Результаты исследования показывают, что локальные атомные смещения остаются в значительной степени линейно упорядоченными в одном домене, что приводит к чистой электрической поляризации, что означает полезные сегнетоэлектрические свойства, включая переключение поляризации и пьезоэлектричество, можно поддерживать до размеров всего несколько нанометров.
Нанокристаллические сплавы для термостойкости
Исследователи из Массачусетского технологического института создали новый нанокристаллический сплав на основе вольфрама, который устойчив при температуре выше 1000 ° C. Нанокристаллические металлы намного прочнее, чем их массивные аналоги, но нестабильны, потому что зерна нанокристаллов могут расти и сливаться вместе при высоких температурах, когда металл размягчается.
Исследователи создали сплав на основе вольфрама и титана, содержащий около 20 атомных% титана с размером зерен 20 нм. Он долгое время оставался стабильным при температуре отжига 1100 ° C и сохранял исключительную прочность.
Он может найти применение в приложениях, где требуется высокая ударопрочность, например, в промышленном оборудовании или броне, а также для изготовления новых наноструктурированные материалы с одинаково хорошей или даже лучшей прочностью и стабильностью, а также с дополнительными желательными свойствами, такими как коррозионная стойкость.