Новый метод измерения реакции кристаллов на электрическом поле

Международная научная команда, в которую вошли ученые и выпускники Петербургского политехнического университета имени Петра Великого (СПбПУ), сформулировала новую методику измерения реакции кристаллов на электрическое поле.

]

Международная научная команда разработала новый метод измерения отклика кристаллов на электрическое поле. (Кредит – Петербургский политехнический университет имени Петра Великого)

Результаты совместных исследований, проведенных на Европейском синхротронном радиационном объекте (ESRF), были опубликованы в Журнале прикладной кристаллографии и появились на обложке октябрьского номера.

Согласно международной команде, состоящей из исследователей из Израиля, Китая, России и Англии, этот метод поможет реализовать новые функциональные материалы и укрепить существующие.

«Исследование посвящено кристаллическим материалам (сегнетоэлектрикам), которые используются в различных устройствах от сонаров для подводных лодок до элементов ультразвуковых диагностических устройств», сказал исследователь швейцарско-норвежских пучков в ESRF и отдел «Физической электроники» СПбГУ Дмитрий Чернышов. Он подчеркнул, что улучшение свойств таких материалов является очень важной научной задачей.

Исследователь сказал, что в ходе синхротронных экспериментов на ESRF были собраны комплексные трехмерные карты рассеяния. Эти карты содержат полную информацию о структуре кристалла и его отклике на электрическое поле. Затем был изобретен математический метод для выкапывания применимой информации с таких карт. Анализируемые кристаллы были помещены в специальную ячейку для применения электрического поля. Ячейка была построена выпускниками Санкт-Петербургского политехнического университета Тихоном Вергентьевым в рамках его проекта PhD во время его стажировки в ESRF.

Как выяснил Дмитрий Чернышов, структура кристаллов может быть выражена в разных пространственных масштабах. Структура может быть описана на атомном уровне или на уровне больших блоков атомной структуры (домены, структурные дефекты, границы между доменами). Когда внешние условия меняются (давление, температура и т. Д.), Все составляющие структуры реагируют по-разному. Исследовательская группа изучила реакцию материала на электрическое поле, которое появляется в его атомных и доменных структурах.

В рамках одного эксперимента мы смогли увидеть, как разные уровни структурной иерархии реагируют на внешние воздействия: если мы измеряем и описываем реакцию отдельных компонентов сложной системы, а также их взаимодействие , можно будет рационально контролировать структуру и свойства таких материалов.

Дмитрий Чернышов, научный сотрудник, швейцарско-норвежские пучковые линии, ESRF и отдел «Физическая электроника» СПбПУ.

Исследователи ожидают, что полученные результаты будут полезны для многих специалистов: это поможет химикам подстроить химический состав и кристаллическую структуру, а ученые-материалы смогут использовать новые инструменты для использования больших блоков структуры, доменов ( доменная инженерия). По мнению исследователей, это проложит путь к улучшению свойств материалов, используемых в ультразвуковых диагностических устройствах.

Source link