Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Japonya’daki Nagoya Üniversitesi Gelecek Malzemeler ve Sistemler Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, bağımsız bir film için şimdiye kadar oluşturulmuş en ince kalınlık olan 1,8 nanometre kalınlığa sahip baryum titanat (BaTiO 3) nano tabakalarını başarıyla sentezlediler. Kalınlığın işlevsellikle ilgili olduğu göz önüne alındığında, bulguları daha küçük, daha verimli cihazlara kapı açıyor. Araştırma, Advanced Electronic Materials dergisinde yayınlandı.

Yeni elektronik işlevlere sahip her zaman daha ince malzemelerin geliştirilmesi, oldukça rekabetçi bir araştırma alanıdır. Bu tür cihazlar, bir elektrik alanı tarafından tersine çevrilebilen polarizasyona sahip malzemeler olan ferroelektriklerde özellikle önemlidir. Polarizasyonu tersine çevirme yeteneği, bu malzemeleri hafıza ve titreşimsel güç üretiminde faydalı kılar.

Ancak bu cihazlarda kullanılan malzemeler küçüldükçe, endüstriyel kullanımlarını zorlaştıran beklenmedik özellikler sergiliyorlar. Büyük bir sorun, boyut etkisidir, çünkü malzemenin kalınlığı birkaç nanometreye düştüğünde, ferroelektrik özellikleri kaybolur. Profesör Minoru Osada (o) liderliğindeki Nagoya Üniversitesi Malzeme Kimyası Bölümü ve Sürdürülebilirlik için Malzeme ve Sistemler Enstitüsü'nden (IMASS) bir ekip, sulu bir çözelti işlemi kullanılarak 1.8 nm bir kalınlıkta ferroelektrik özelliklere sahip hatasız BaTiO 3 nano-tabakaları başarıyla sentezledi. Sonuç, şimdiye kadar yapılmış en ince bağımsız film oldu. Film, ince olmasına rağmen, ferroelektrik aktif filmlerin üretiminde önemli bir atılımı temsil eden ferroelektrik özellikler sergiler.

Profesör Minoru Osada, "Bununla birlikte, tipik bir ferroelektrik malzeme olan BaTiO3 için geleneksel sentetik yöntemle nano tabakaları sentezlemek zordur. Bu nedenle yeni bir sentez yöntemi geliştirmek gerekiyordu. Genel olarak, BaTiO 3’ün sentezi, 1000°C veya daha yüksek sıcaklıklar gerektiren bir kalsinasyon işlemi gerektirir. Buna karşılık, kendi sürecimizi kullanarak 60°C gibi düşük bir sıcaklıkta BaTiO 3 nanotabakaları sentezledik. Filmin kalınlığı, reaksiyon süresi değiştirilerek bu yöntemle kontrol edilebildiğinden, iki ila altı kafesli nano tabakaların sentezi sağlandı.” dedi. 

Araştırmacılar, birkaç nanometre kalınlığa sahip nano tabakalar ferroelektriklerde sentezlenebilirse, yeni özelliklerin ve uygulamaların keşfedilmesi beklediğini ve bulguların, bellekler ve kapasitörler gibi cihazların minyatürleştirilmesi için önemli bir teknik sağlaması gerektiğini söylediler.

Makale: onlinelibrary.wiley.com