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.
Золото назвали перспективным материалом для квантовых устройств
Золото в перспективе способно стать базовой платформой для квантовых технологий. Два крупных научных центра — Пенсильванский университет и Университет Торонто показали успешные результаты в применении данного металла. Исследования ведутся при…
Создан пластик, способный полностью исчезнуть за 6 дней
Китайскими учеными создан саморазрушающийся «живой» пластик, который способен при посредстве генетически модифицированных бактерий полностью распадаться за шесть дней, даже не формируя микропластика. О новинке рассказал ресурс pubs.acs.org. Она потенциально может…
Новый материал выдерживает жёсткое излучение и пригодится для космоса и реакторов
Графеновые наноленты продемонстрировали перспективность как материал для надежного контроля термоядерных реакторов и безопасной работы техники в космосе. Исследователям из Аризонского университета удалось показать, что данные сверхтонкие структуры выдерживают гамма‑излучение и …
Возгорания в Подмосковье, пострадавший в Рязанской области и 356 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 356 украинских беспилотников над российскими регионами и акваторией Азовского моря, сообщили в Минобороны РФ. Беспилотник попал в многоквартирный дом в Чехове. Возгорание…
Мирошник: 57 мирных жителей России погибли за неделю от ударов ВСУ
В субъектах РФ 57 мирных жителей погибли за неделю от ударов ВСУ, еще свыше 430 получили ранения. Об этом сообщил ТАСС посол по особым поручениям МИД России Родион Мирошник. "За…
ВС России ударили еще по двум судам ВСУ в Черном море и порту Николаев
Российские войска утром нанесли удары беспилотниками по судну типа "балкер" с грузами для ВСУ в северо-западной акватории Черного моря, а также поразили килекторное судно в порту Николаев. Об этом сообщили…
Зеленский дразнит Иран ради ублажения одного человека
Впервые за время конфликта с Россией ВСУ нанесли удар по еще одной стране, которая «первой напала на...
Летучие мыши синхронизируют свою эхолокацию, чтобы избежать акустического хаоса
Летучие мыши каждую ночь принимают решения за доли секунды в полной темноте. Они избегают препятстви...
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)".