‘Pequeño y mejor’: la investigación expuso el dulce lugar de rendimiento para Relayster Nanoetriel

El enfoque del estudio publicado en Nano Nano Tecnología El magnesio de plomo es un material cerámico ampliamente utilizado, desde titanita o PMN -PT, imágenes médicas (ultrasonidos) hasta sensores de gas (ultrasonidos) y desde la recolección de energía hasta la recolección de energía. En busca de cómo resaltar cómo se desarrolla la estructura de polarización interna del PMN-PT y funciona en pequeñas escalas, los investigadores hicieron un descubrimiento sorprendente: antes de perder sus habilidades especiales, en material, en sustancia, de hecho. Este inesperado “espacio dulce” puede abrir la puerta a una nueva generación de dispositivos nano electrónicos.

Como un relajante eléctrico Fero, PMNPT toma la delantera para cambiar la energía de una forma a otra. Por ejemplo, presionar una película delgada de este material produce voltaje, mientras que la aplicación de voltaje externo cambia su forma. A nivel nuclear, su estructura está hecha de átomos negativos y positivos que pueden moverse en comparación entre sí para crear un depósito local. Estos depósitos no alinean todo el contenido por igual. En cambio, están sujetos a energías competidoras, una que quiere indicar de acuerdo con y la otra que quiere alinearlas en la misma dirección. El resultado es que el material se divide en nanodomanos polares: los grupos pequeños no son más grandes que los virus pequeños, en los que todos los dopolos indican en casi una dirección.

“Estos autodepósitos de polarización dentro de la sustancia son extremadamente responsables de la complejidad química de la sustancia y el tamaño de estas áreas, la nanodominio PMN más pequeña de solo 5-10 nanoteter”. Jeevan Kim, profesor asistente del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea y el primer autor del estudio. “Nadie sabía realmente qué pasaría si encogiéramos todo el material a su tamaño”.

Es importante comprender cómo avanzar los materiales y otras aplicaciones para comprender cómo comportarse con el contenido en escalas más pequeñas. Cuando los dispositivos se encogen, necesitan películas ultravioleta como PMN-PT, pero estudios detallados del mapa de la creación de mapas médicas de aquellos que descansan en escalas de baja longitud, dijo Kim, “temprano a veces no se hizo”.

“Especulamos que tan pronto como las películas de PMN-PT se volvieron más delgadas, sus nodos polares se encogerían y eventualmente desaparecerían junto con las propiedades deseadas del material”, “Martin, profesor de ciencia y nano ingeniería. Y Martin, director del Rice Advanced Materials Institute, dijo. . “La investigación confirmó esta expectativa, pero también encontramos algo inesperado”.

En lugar de distorsionarse de inmediato, PMN-PT realmente funcionó mejor al reducir un nanómetro de 25-30 en la medida exacta, que es 10,000 veces más delgada que el cabello humano. En esta escala, la estabilidad en la fase del material: su capacidad para mantener su estructura y funcionalidad en las variaciones aumentó significativamente.

Para descubrir este comportamiento invisible, los investigadores utilizaron las últimas herramientas científicas del mundo. En la moderna fuente de fotones del Laboratorio Nacional de los órganos, los investigadores dispararon un haz de rayos X ultrabyte en el material para investigar su estructura nuclear. Esta técnica, conocida como la propagación de rayos X a base de santón, les permitió observar cómo los nodrómenos eran más delgados.

“Conectamos estos resultados con la medición de las propiedades de los electrones de colorante que realizaron estos resultados en nuestro laboratorio y redondeamos la imagen utilizando la microscopía electrónica de transmisión de escaneo para hacer un mapa de polarización con resolución de nivel atómico”. Bajo Martin en la Universidad de California, Berkeley. “Wee de las películas más delgadas, también presentamos simulación de dinámica molecular para regenerar películas delgadas en la computadora, así que se puede estudiar la evolución estructural de los nanodomanos polares”.

Juntos, estos métodos aún proporcionan una imagen muy detallada de cómo se comporta PMN-PTT en Nanoskal. Aunque muchos materiales pierden sus propiedades útiles cuando son extremadamente más pequeñas, PMNPT muestra a los investigadores que llaman el efecto del tamaño de la “zona de oro de Goldelox” donde finalmente se dañan las características realmente dañadas. Comprender este efecto puede allanar el camino para aplicaciones modernas, como el sistema no electro mecánico, el almacenamiento de energía de Capsato (más potencia), la conversión de energía eléctrica, la eléctrica magnética de bajo voltaje y más.

Posteriormente, los investigadores tenían la intención de descubrir cómo apilar las capas ultravioletas de PMN-PT y materiales similares, como hacer una “pila de panqueques” de diferentes capas funcionales de capas con estas características, ya que pueden producir nuevos materiales que no están presentes en la naturaleza. Estos ingenieros pueden revolucionar la recolección de energía, la computación de baja potencia y el sensor de próxima generación.

“Ahora sabemos que podemos hacer dispositivos que sean pequeños y mejores”, dijo Kim.

Esta investigación fue apoyada por la Oficina de Investigación del Ejército (W911NF-21-1-0118), la Oficina de Investigación Naval (N00014-20-1-2701), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (519222100), la Asociación de Promociones de Innovación Juvenil. Academia de Ciencias de China (Y202048), Laboratorio de Investigación del Ejército (W911NF-24-2-0100), Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea (FA9550-24-1-0266) y Fuente Avanzada de Photon, Oficina de Consumidores de la Oficina de Ciencias de EE. UU. La conveniencia fue operada por el Laboratorio Nacional de Argon (DE-AC02-06CH11357). El contenido aquí es la responsabilidad de los autores y no representa necesariamente las ideas oficiales de los buscadores.