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Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

ソナーに必須化合物とコンピュータのメモリの結晶構造を明らかにし

Published on November 9, 2010 at 6:31 PM

プローブとして中性子ビームを使用して、で働く研究者の国立標準技術研究所(NIST)は、ソナーからのコンピュータのメモリに至るまでの技術に不可欠な化合物の結晶構造を明らかにし始めている。彼らの最近の作品*がどれだけ現代の技術の広く使用されている材料の実際の動作に念願の洞察を提供します。

化合物は、電気的に別の機械、またはその逆にエネルギーの種類を変更することができる"圧電、"材料です。長い音波を検出するためにソナーシステムに採用、より最近圧電体は、そのようなコンピュータのハードドライブからデータを読み取るヘッドなどの位置の非常に小さい変更を、必要とするデバイスに適用されている。

PZTなどの圧電体はそのようなコンピュータのハードディスクからデータを読み取るために使用されているものとして、アクチュエータの建設に重要である。 PZTのより基本的な理解は、ある日、科学者が地上からより良い圧電材料を作成できる可能性があります。礼儀:シャッター/スタジオフォクシー

何十年もの間、圧電業界標準は、PZT、チタン、ジルコニウム、鉛、酸素を含む化合物となっています。音の波がそれらに当たるとPZTの結晶は大きさでパーセントのほんの一部を変更、およびthisshape変化は電気的インパルスを作成します。数十年前、それはチタンとジルコニウムがほぼ等しい割合で現れるときPZTは、その最高の状態で実行することが発見されましたが、誰も本当に理由を理解していなかった。

"ジルコニウムとチタンのいずれかの余剰を持つとの間の遷移線で何が起こるかを理論頻繁に懸念、"中性子研究(NCNR)のためのNISTのセンターのゲーリングピーターは言う。 "いくつかの理論は、移行域の近くにその権利を示唆し、原子が特定の原子がより自由に彼らがそうでないことよりも移動できるようにする特殊な構成をとる。しかし、それは分析するために十分な大きさのPZTの結晶を成長させるためにハードされているので、我々couldn" Tは完全にこれらのアイデアをテストする。"

ブレークスルーは、カナダのサイモンフレーザー大学で化学のサイズは数ミリの単結晶を成長させるために管理するときに来て、観察することにより、中性子散乱、複雑な結晶構造中の個々の原子の位置を決定するための手法で検査のためNCNRに送ったそれ跳ね返る中性子によるパターン。また、オックスフォードの大学、東京大学、とウォーリック大学の研究者を含むチームは、、決定的にPZTの提案された構造の一つを排除することができた。

その代わり、彼らは各PZTの結晶の要素は、おそらくより大きな結晶の配列内に共存する2つの形式のいずれかを仮定していることがわかった。これらのフォームは、化学組成によって決定され、そして材料が大規模でどのように性能を発揮するか、彼らが影響を及ぼす可能性がある。彼らの発見はまた、移行時に見られる行動の変化がかなりチタンにジルコニウムのある急激線引き割合ではなく、徐々に起こることを示唆している。

ゲーリングは、結果はPZTをよくするための第一歩になるかもしれないと言います。 "構造を決定するのは私たちだけではなく、遊んで、何の作品見てから、第一原理から圧電材料を設計するために必要な視点を与えるかもしれない"と彼は言う。 "これはつまり、より優れた製品を構築するなら何が必要です。"

* D.フェラン、X.ロング、Y.謝、Z.-G.あなたがた、AMグレイザー、H.横田、PAのトーマスとPMゲーリング。単結晶のチタン酸ジルコン酸鉛で菱面体晶と単斜晶系秩序を競合の研究。 Physical Review Lettersに、2010年11月8日、DOI:10.1103/PhysRevLett.105.207601

Last Update: 3. October 2011 11:17

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