Керамические гетероструктуры для устройств оптики и микроэлектроники обеспечат преимущество в таких сферах применения, как дальнометрия, оптическая связь, лазерная обработка и запись информации. Работы проводятся при грантовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ). Подробнее - в материале Planet Today.
Команда молодых ученых из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) под руководством старшего научного сотрудника Школы естественных наук Дениса Косьянова выиграла грант РФФИ на разработку и стандартизацию производства новых материалов на основе гетероструктур “лазерная керамика − термоэлектрик”. Проект учёных был признан одним из лучших научных проектов в области междисциплинарных фундаментальных исследований по теме «Керамические материалы для электроники и медицины».
Грант РФФИ рассчитан на три года. В течение этого времени учёные синтезируют исходные нанопорошки, установят параметры спекания лазерного керамического слоя и термоэлектрика, разработают методику их сочетания в целокерамический материал, стандартизируют его функциональные параметры и применят на практике. Для изготовления гетероструктурных керамик будет использован инновационный метод совместного реакционного вакуумного спекания, в качестве соединений предложены иттрий-алюминиевый гранат (YAG:RE3+) и титанат стронция (SrTiO3−TiO2).
Как сообщил Денис Косьянов, используемые его командой подходы в рамках керамических технологий снимают многие принципиальные ограничения, присущие традиционным методам выращивания монокристаллов для лазерных систем. Предлагаемые комбинированные керамические структуры, совмещающие в себе лазерную среду с термоэлектриком, позволят улучшить эксплуатационные характеристики конечного материала несколькими способами. Это и возможность охлаждения активной лазерной среды – т.н. “активный” путь, и преобразования части тепловой энергии в электрическую – т.н. “пассивный” путь. В результате, многократное снижение термического напряжения (в сравнении с монослойными структурами) обеспечит высокую эффективность накачки, пиковую мощность излучения и порог разрушения материала.
«Фундаментальной научной задачей проекта мы считаем установление закономерностей совместного спекания различных по кристаллической структуре и фазовому составу лазерных и термоэлектрических нанокерамик. Задача дополнительно усложнена тем, что ключевые свойства керамических термоэлектриков SrTiO3−TiO2 определяются характеристиками двумерного электронного газа, локализованного по границам раздела зерен SrTiO3 и TiO2. Иными словами, высокий показатель добротности подобных термоэлектриков возможен лишь при создании структуры, в которой зёрна SrTiO3 и TiO2 будут расположены в “шахматном” порядке по всему объему материала. При решении данной задачи станет возможным производство в едином технологическом цикле керамических гетероструктур сложного состава YAG:RE3+ / SrTiO3−TiO2», - говорит Денис Косьянов.
«Разработка лазерной керамики со слоями термоэлектрика очень интересная и свежая задача, а полученные результаты направлены на развитие новой области знаний - физикохимии керамических гетероструктур. Эти работы ведутся в рамках одного из основных направлений исследовательской деятельности ключевой лаборатории ДВФУ «Перспективные материалы и нанотехнологии». Хочу отметить, что в составе коллектива выигранного гранта РФФИ нет ни одного доктора наук, а средний возраст исполнителей 27 лет. При формировании в начале 2018 года состава участников Лаборатории мы отдавали предпочтение талантливым молодых ученым, и уже сейчас это дает существенный результат», - сообщил проректор по научной работе ДВФУ Кирилл Голохваст.
В междисциплинарном проекте будет объединён опыт ключевых исполнителей в области физики конденсированного состояния, неорганической и физической химии (к.ф.-м.н. С. Тихонов и А. Завьялов), материаловедения (к.т.н. Д. Косьянов) и биологии (к.х.н. А. Захаренко), представляющих Школу естественных наук и Инженерную школу ДВФУ.
Китайские «железные» батареи в 80 раз дешевле литиевых и работают 16 лет
Исследовательской группе из Института металловедения Китайской академии наук (CAS) удалось добиться заметного прорыва в разработке «всежелезных» проточных батарей. Новинка построена на дешёвом и долговечном решении для масштабного хранения энергии. Результаты…
Найден метод повышения надёжности цинковых аккумуляторов
Американским специалистам из Мэрилендского университета и Брукхейвенской национальной лаборатории удалось сделать важный шаг в усовершенствовании технологий хранения энергии от возобновляемых источников. Ими разработаны новые водные электролиты для цинковых аккумуляторов. Такие…
В России разработан метод, позволяющий удвоить точность айтрекеров
Исследователями из России разработан подход, позволяющий удвоить точность айтрекеров - особых приборов для отслеживания движения глаз - в сложных условиях. Разработанная российскими учеными новинка позволит расширить использование подобных устройств в…
МО: за ночь над регионами России уничтожили 264 украинских БПЛА
Средства ПВО после полуночи 8 мая перехватили и уничтожили 264 украинских беспилотника над российскими регионами, а также Азовским и Черным морями, сообщили в Минобороны РФ. Атака беспилотников ВСУ, предпринятая на…
Вступление в силу перемирия. Заявления Минобороны России
Все группировки российских войск в зоне СВО в соответствии с объявленным президентом РФ Владимиром Путиным перемирием ко Дню Победы полностью прекратили ведение боевых действий и оставались на ранее занятых рубежах…
Авиационные ограничения в России. Главное о задержках и отменах рейсов
Работу 13 аэропортов на юге России временно приостановили из-за попадания украинских БПЛА в здание филиала "Аэронавигация Юга России", сообщил Минтранс. ТАСС собрал основное о ситуации. Попадание БПЛА Работу регионального центра…
Германия с радостью идет по пути Прибалтики
Ничего удивительного в запрете советской символики в Берлине на День Победы я не вижу – все развивае...
Данте описал столкновение планет за 500 лет до появления современной науки
Исследователи из Университета Маршалла переосмысливают «Божественную комедию» Данте с точки зрения ф...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".