21 -ci əsrdə elektrik enerjisini saxlamağın yollarını inkişaf etdirmək məsələsi inanılmaz dərəcədə kəskinləşdi - dünyanın hər yerindən olan elm adamları, batareyaları daha tutumlu etmək üçün beyinlərini qarışdırırlar. ABŞ Ordu Tədqiqat Laboratoriyası ən yaxşı anti-ferroelektrik qurğuşun hafnate filmlərinin yaradılmasında uğurlar əldə etdi. Əldə edilməsi çətin olan bu birləşmənin batareyalarda və elektrik klapanlarında istifadə üçün böyük potensialı var.
20 May tarixində yeniləndi: APL Materials jurnalının nəşrinə bir keçid əlavə etdi və son paraqrafı düzəltdi.
Ordu Araşdırma Laboratoriyası (ARL), son mətbuat açıqlamasında perspektivli açılış xəbərini paylaşdı (link Rusiyadan olmaya bilər). Debrief portalı, həmçinin qurğuşun hafnatından (PbHf03) nazik təbəqələr istehsal etmək üçün yeni bir üsul haqqında yazır. ARL materialşünas alimi Dr. Brendan Hanrahan yazını şərh edərkən, "Dəmiryol tüfənginiz və ya defibrilatorunuz üçün güclü bir təkan əldə etmək üçün yaxşı bir yola ehtiyacınız olduqda, antiferro materialları son dərəcə faydalıdır." Əlavə olaraq, salınan siqnalları udmaq qabiliyyətinə görə əla elektrik filtrləri hazırlayırlar.
ARL alimləri ən incə qurğuşun hafnate filmləri yaratmaq üçün Atom Layer Deposition -dən istifadə etdilər. Eynilə, Intel, Samsung və TSMC kimi şirkətlər çiplər üçün silikon gofret istehsal etmək üçün sirkonyum əsaslı antiferroelektriklər tətbiq edirlər. Ancaq ordu mütəxəssisləri texnikanı PbHf03 üçün uyğunlaşdırmaq üçün çox çalışmalı oldular. Metodun təfərrüatları APL Materials jurnalında dərc olunmuş elmi məqalədə təsvir edilmişdir. Laboratoriyanın növbəti addımlarının nə olacağı da hələ məlum deyil - texnologiya açıq şəkildə sənaye tətbiqindən uzaqdır. Ancaq daha böyük superkondansatörler və etibarlı mikroelektronik komponentlər şəklində potensial faydaları nəzərə alsaq, iş mütləq dayanmayacaq.
Ən maraqlısı, müəyyən dərəcədə Amerika alimlərini rus həmkarlarının işləri bu cür nəticələrə sövq etdi. Qurğuşun hafnatı 20-ci əsrin ortalarından bəri bilinməsinə baxmayaraq, anti-ferroelektrik xüsusiyyətləri yalnız 2019-cu ildə təsdiqləndi. Sankt -Peterburq Politexnik Universitetinin fiziklərindən ibarət bir qrup tərəfindən əhəmiyyətli bir iş həyata keçirildi. Bu araşdırmadan sonra PbHf03 -ün yeni təcrübələrdə istifadəsi yalnız zaman məsələsi idi.
Elm adamları uzun müddət hafniyum birləşmələrinə əlçatmaz olduğundan diqqət yetirmədilər. Təbiətdə sirkonyumla eyni filizlərdə olsa da, onu çıxarmaq olduqca çətin olduğu ortaya çıxdı. Yalnız 2000 -ci illərin əvvəllərində hafniyumun qlobal istehsalı bu nadir metalın qiymətlərinin düşməsi üçün kifayət qədər yüksəldi və miqdarı təkcə sənaye üçün deyil, həm də laboratoriyalar üçün kifayət idi. Son illərdə hafniyum və onun birləşmələri haqqında daha çox maraqlı detallar ortaya çıxdı. Göründüyü kimi, anti-ferroelektrik xüsusiyyətlər tədqiqatçıları gözləyən son sürprizdən uzaqdır.
Antiferoelektriklər, müəyyən şərtlər daxilində, kristal qəfəsin qonşu vahid hüceyrələrinin elektrik dipol momentinin güzgü yönümlü olduğu materiallardır. Bu, bir elektrik sahəsinin təsiri altında hər bir hüceyrənin metal kationları və oksigen anionları bir -birindən əks istiqamətdə uzaqlaşdıqda baş verir. Başqa sözlə, bu istiqaməti alternativ olaraq bir tərəfə əks dirəklərlə yığılmış çox kiçik batareyalardan ibarət bir yığın kimi təsvir etmək olar. Bir antiferroelektrik materialına bir elektrik sahəsi tətbiq olunarsa, o qütbləşir və artan enerji ilə bir ferroelektrik vəziyyətə çevrilir. Bu təsir yükü saxlamaq və cərəyan axını idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.