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Wissenschaftler Entwickeln Neue Technik, um Kundenspezifisches Ferroelectric Nanostructures Zu Fabrizieren

Published on February 23, 2012 at 1:21 AM

Durch Cameron Chai

Ein Forschungsteam von der Georgia-Fachhochschule Hat Prozess einer ` weichen Schablonen-Infiltration' für die Synthetisierung von freistehenden piezoelektrischen ferroelectric nanotubes und von anderen nanostructures unter Verwendung PZT (PbZr0.52Ti0.48O)3, ein Material geplant, das für seine riesige piezoelektrische Antwort bekannt ist.

Zusammengesetztes Rasterelektronenmikroskop (SEM)bild von PZT-nanotube Reihen und von ihrer piezoelektrischen Antwort, wie durch Banderregung PFM (BE-PFM) gemessen. (Bildhöflichkeit von Ashley Bernal und von Nazanin Bassiri-Gharb)

Diese neue Technik ist zum Produzieren von ferroelectric nanostructures mit kundenspezifischem Form-, Einbauort- und Musterunterschied über der gleichen Substratfläche fähig. Diese nanostructures zeigen eine piezoelektrische Antwort, die mit der von den großen Dünnfilmen gleichwertig ist, die von PZT gemacht werden.

Während der Fälschung der ferroelectric nanotubes, war ein negativer Elektronträger Fotoresist über einer Silikonsubstratfläche Drehbeschleunigung-überzogen. Dann wurde Elektronträger Lithographie verwendet, um eine Schablone zu erstellen, auf der eine Aluminiumoxyddünnschicht Atomschichtabsetzung verwendend hinzugefügt wurde. Die Schablone wurde dann unter Vakuum in einem Ultraschallbad eingetaucht, das eine Vorgängerlösung für PZT hat.

Pyrolyse der Zellen wurde dann an 300°C durchgeführt, gefolgt von der Vergütung in einem zweistufigen Wärmebehandlungsprozeß an 600°C-800°C für die Zerlegung der Polymersubstratfläche und die Kristallisierung des Materials. Die Prozess synthetisierten freistehenden PZT-nanotubes verbanden durch die ursprüngliche Aluminiumoxyddünnschicht. Feste nanowires oder nanorods können anstelle der hohlen nanotubes produziert werden, indem man die Menge der chemischen Infiltration erhöht.

Diese fortgeschrittene Technik ebnet die Methode, aktiv-melodische micropumps, micromotors, Energieerntemaschinen, terahertz Emitter, phononic und photonische Kristalle und nanoelectromechanical Wandler, Stellzylinder und Fühler unter Verwendung des PZT-Materials zu fabrizieren.

Das Forschungsteam war auch in der Lage, die nanoscale piezoelektrischen Eigenschaften der ferroelectric nanostructures mithilfe einer Kennzeichnungstechnik genau zu messen, die die Banderregung piezoresponse Kraftmikroskopie genannt wurde. Diese Technik wurde an Oak Ridge Nationalem Laboratorium geplant.

Außer der Lieferung der genauen Regelung über Einbauort, fabrizierte die weiche Schabloneninfiltrationstechnik piezoelectrically aktive nanotubes mit hohen Längenverhältnissen bis zu des 5:1 von PZT. Eine Andere interessante Tatsache über diese ferroelectric nanotubes ist ihre Eigenschaften, einschließlich dielektrische Eigenschaften, optische Antworten, Form und Größe, die durch äußere Kräfte sogar nach ihrer Produktion gesteuert werden können.

Die Studienergebnisse wurden online im Zapfen Fortgeschrittenen Werkstoff berichtet.

Quelle: Werkstoff

Last Update: 24. February 2012 05:53

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