De wetenschappers van de Lobachevsky University en het Institute of Low Temperatures and Structural Research in Wroclaw (Polen) hebben unieke studies uitgevoerd naar oscillatie-eigenschappen met behulp van optische spectroscopie.

Bismut-bevattende gelaagde perovskieten, voor het eerst beschreven door Aurivilleus, hebben onlangs onderzoeksaandacht gekregen. Lobachevsky University-wetenschappers hebben de belangrijkste vertegenwoordigers van de familie van Aurivilleus-fasen verkregen:Bi ₂ Loeien ₆ , Bi ₂ WO ₆ , Bi ₃ NbTiO ₉ , Bi4Ti ₃ O ₁₂ en CaBic ₄ Ti ₄ O ₁₅ . De Aurivilius-fasen zijn de belangrijkste kandidaat-materialen voor het produceren van niet-vluchtige geheugenchips.

Momenteel, bestaande geheugentypes met willekeurige toegang zijn vluchtig, d.w.z., de inhoud van het geheugen wordt gewist wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Computers uitrusten met niet-vluchtig geheugen is een langetermijndoel van computerwetenschappelijk onderzoek. Dergelijke soorten geheugen bestaan ​​al, bijvoorbeeld, het zogenaamde FRAM (Ferroelectric Random Access Memory).

Het belangrijkste element van de microchip is een dunne film van ferro-elektrisch. Ferro-elektrische stoffen zijn stoffen die spontane elektrische polarisatie hebben bij afwezigheid van een extern elektrisch veld in een bepaald temperatuurbereik. De wetenschappelijke en praktische interesse in Aurivilleus-fasen is gebaseerd op de overgang van de ferro-elektrische toestand naar de para-elektrische fase, wat gepaard gaat met het verdwijnen van spontane polarisatie. Het werkingsprincipe van FRAM-chips is gebaseerd op polarisatieomschakeling door een extern elektrisch veld tussen de twee fasen:polair en niet-polair, terwijl de geheugencel 0 en 1 opslaat, respectievelijk. De informatie wordt geregistreerd of gelezen door de polarisatie van ferro-elektrische domeinen om te schakelen door een extern elektrisch veld.

Microchips moeten mogelijk onder extreme omstandigheden werken, d.w.z. bij hoge temperaturen. Daarom, informatie over de thermische stabiliteit van deze verbindingen is vereist. Wetenschappers van de Lobachevsky-universiteit hebben het gedrag van de verbindingen bij verhitting bestudeerd en hebben het bedrijfstemperatuurbereik van het materiaal van de microchips bepaald. In aanvulling, de temperatuur van de overgang van de ferro-elektrische toestand naar de para-elektrische toestand werd bepaald door de methode van differentiële scanningcalorimetrie in combinatie met röntgendiffractie bij hoge temperatuur. Voor een aantal verbindingen kwam de afhankelijkheid van de overgangstemperatuur van de samenstelling en structuur van de monsters aan het licht. In de toekomst, dit zal helpen om monsters met gespecificeerde eigenschappen te verkrijgen.

Geheugenchips die bestand zijn tegen thermische effecten kunnen in chemische fabrieken worden gebruikt om industriële processen te regelen (bijvoorbeeld onder syntheseomstandigheden) en in brandbeveiligingssystemen die zijn uitgerust met video-opnamesystemen. Om de veranderingen in de lineaire afmetingen van de stof bij verwarming te schatten, de thermische uitzetting van de Aurivilius-fasen werd bestudeerd.

Volgens professor Alexander Knjazev, Decaan van de UNN Faculteit Scheikunde, de onderzoekers ontdekten dat een toename van de lineaire afmetingen van de verwarmde monsters voornamelijk plaatsvond in het horizontale vlak. "Tijdens de overgang naar de para-elektrische toestand, de lineaire parameters van de verbindingen nemen gelijkmatiger toe door het grootste deel van het materiaal. Deze informatie is belangrijk voor het voorspellen van het gedrag van het materiaal onder gespecificeerde bedrijfsomstandigheden, " merkt Alexander Knjazev op.

Samen met hun collega's van het Instituut voor Lage Temperaturen en Structureel Onderzoek in Wroclaw (Polen), UNN-wetenschappers hebben unieke onderzoeken uitgevoerd naar oscillatie-eigenschappen met behulp van moderne methoden van optische spectroscopie. De resultaten van de studie onthullen een aantal structurele kenmerken die alleen kenmerkend zijn voor de Aurivilleus-fasen vanwege hun gelaagde structuur.

Als vervolg op dit onderzoek, het team van Nizhny Novgorod gaat verder met de studie van de Dion-Jacobson-fasen, die ook behoren tot de klasse van gelaagde perovskieten. De interesse van de onderzoekers in deze verbindingen is te wijten aan de mogelijkheid van hun gebruik als ferro-elektriciteit, diëlektrica, piëzo-elektriciteit, supergeleiders en fotokatalysatoren voor waterafbraak onder invloed van zichtbaar licht. Het gebruik van de Dion-Jacobson-fasen als eerste reagens voor de synthese van andere gelaagde perovskieten is ook van groot belang.