Durante a transição para o estado paraelétrico, os parâmetros lineares dos compostos aumentam de maneira mais uniforme em todo o material. Esta informação é importante para prever o comportamento do material sob condições operacionais especificadas. Crédito:Universidade Lobachevsky
Os cientistas da Universidade Lobachevsky e do Instituto de Baixas Temperaturas e Pesquisa Estrutural em Wroclaw (Polônia) realizaram estudos únicos de propriedades de oscilação usando espectroscopia óptica.
Perovskitas em camadas contendo bismuto, descrito pela primeira vez por Aurivillius, recentemente receberam atenção de pesquisa. Cientistas da Universidade Lobachevsky obtiveram os principais representantes da família das fases Aurivillius:Bi 2 MoO 6 , Bi 2 OS 6 , Bi 3 NbTiO 9 , Bi4Ti 3 O 12 e CaBi 4 Ti 4 O 15 . As fases do Aurivillius são os principais materiais candidatos para a produção de chips de memória não volátil.
Atualmente, os tipos de memória de acesso aleatório existentes são voláteis, ou seja, o conteúdo da memória é apagado quando a alimentação é desligada. Equipar computadores com memória não volátil é um objetivo de longo prazo da pesquisa em ciência da computação. Esses tipos de memória já existem, por exemplo, a chamada FRAM (Ferroelectric Random Access Memory).
O principal elemento do microchip é uma fina película de ferroelétrico. Ferroelétricos são substâncias que apresentam polarização elétrica espontânea na ausência de um campo elétrico externo em uma determinada faixa de temperatura. O interesse científico e prático nas fases do Aurivillius é baseado na transição do estado ferroelétrico para a fase paraelétrica, que é acompanhado pelo desaparecimento da polarização espontânea. O princípio de operação dos chips FRAM é baseado na comutação de polarização por um campo elétrico externo entre as duas fases:polar e apolar, enquanto a célula de memória armazena 0 e 1, respectivamente. A informação é gravada ou lida trocando a polarização dos domínios ferroelétricos por um campo elétrico externo.
Os microchips podem ter que operar sob condições extremas, ou seja, em altas temperaturas. Portanto, informações sobre a estabilidade térmica desses compostos são necessárias. Cientistas da Universidade Lobachevsky estudaram o comportamento dos compostos quando aquecidos e determinaram a faixa de temperatura operacional do material dos microchips. Além disso, a temperatura de transição do estado ferroelétrico para o estado paraelétrico foi determinada pelo método de calorimetria de varredura diferencial em conjunto com difração de raios-X de alta temperatura. A dependência da temperatura de transição na composição e estrutura das amostras foi revelada para vários compostos. No futuro, isso ajudará a obter amostras com propriedades especificadas.
Os chips de memória resistentes a efeitos térmicos podem ser usados em fábricas de produtos químicos para controlar processos industriais (por exemplo, em condições de síntese) e em sistemas de proteção contra incêndio equipados com sistemas de gravação de vídeo. Para estimar as mudanças nas dimensões lineares da substância após o aquecimento, a expansão térmica das fases Aurivillius foi estudada.
De acordo com o professor Alexander Knyazev, Reitor da Faculdade de Química da UNN, os pesquisadores descobriram que um aumento nas dimensões lineares das amostras aquecidas ocorreu principalmente no plano horizontal. "Durante a transição para o estado paraelétrico, os parâmetros lineares dos compostos aumentam de maneira mais uniforme em todo o material. Esta informação é importante para prever o comportamento do material sob condições operacionais especificadas, "Alexander Knyazev observa.
Juntamente com seus colegas do Instituto de Baixas Temperaturas e Pesquisa Estrutural em Wroclaw (Polônia), Cientistas da UNN realizaram estudos únicos de propriedades de oscilação usando métodos modernos de espectroscopia óptica. Os resultados do estudo revelam uma série de características estruturais características apenas das fases Aurivillius devido à sua estrutura em camadas.
Como acompanhamento desta pesquisa, a equipe de Nizhny Novgorod prossegue com o estudo das fases Dion-Jacobson, que também pertencem à classe das perovskitas em camadas. O interesse dos pesquisadores por esses compostos se deve à possibilidade de sua utilização como ferroelétrico, dielétricos, piezoelétricos, supercondutores e fotocatalisadores para a decomposição da água sob a ação da luz visível. O uso das fases de Dion-Jacobson como um reagente inicial para a síntese de outras perovskitas estratificadas também é de grande importância.
