Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) усовершенствовали метод спрей-пиролиза для получения высокоэффективных тонкопленочных пьезоэлектрических покрытий.
Эти материалы применяются повсеместно: от классической сенсорики до умных систем и автономной электроники. Ноу-хау ученых сделает приборы и технику более долговечными, компактными и энергоэффективными.
В ПГУ модернизировали метод для создания пьезоэлектрических материалов, что позволило увеличить срок службы покрытия и стабильность его характеристик. Исследователи синхронизировали подогрев подложки и скорость подачи раствора, что дает возможность тонкой пленке равномерно нарастать. Также предлагается использовать стабилизированные растворы многокомпонентных систем, органо-металлические и модифицированные соли. Эти новшества помогают управлять ориентацией кристаллов, влияющей на пьезоэлектрический отклик.
Однородная микроструктура и контролируемая кристаллографическая ориентация пьезоэлектрических пленок увеличивают коэффициент преобразования механического воздействия в электрический сигнал. Это означает, что датчики смогут фиксировать даже минимальные колебания или давление. Ученые также уменьшили пористость и дефектность таких покрытий, что увеличивает срок службы пленок и стабильность их характеристик. Управляемая морфология поверхности и снижение внутренних дефектов позволяют уменьшить деградацию свойств при длительной эксплуатации.
Новый подход сделает конечную продукцию более чувствительной, точной, долговечной, компактной и энергоэффективной. Технология позволяет наносить покрытия на сложные подложки, включая кремний, что открывает возможности интеграции с микроэлектронными и МЭМС-устройствами. За счет точного контроля параметров пленки можно «настраивать» покрытие под конкретное применение. Разработкой заинтересовались крупные предприятия Пензенской области, включая завод по производству архитектурного стекла. Технология дешевле существующих аналогов, сохраняет хорошее качество покрытий и легко масштабируется.
Источник: hi-tech.mail.ru