Популярные приложения
Научные исследования
Разработанные компанией ZEPTOOLS сканирующие электронные микроскопы и системы измерений in situ позволили получить многочисленные значимые результаты в рамках передовых научных проектов.
Решение
Двумерные (2D) материалы, такие как дихалькогениды переходных металлов (TMD), благодаря своим уникальным свойствам обладают огромным потенциалом для применения в электронных устройствах следующего поколения. Эти свойства включают атомарную толщину, обеспечивающую высокую эффективность электростатического управления, а также отсутствие подвижных связей на поверхности и взаимодействия, обусловленные ван‑дер‑ваальсовыми силами (vdW), что делает их идеальными кандидатами для решения ключевых проблем, стоящих перед кремниевыми интегральными схемами, таких как уменьшение размеров, управление тепловыми процессами и проблема «стены памяти».
В поликристаллических материалах согласованное развитие сети границ зерен (ГЗ) играет ключевую роль для их пластичности. Тройные узлы (ТУ), являясь линиями пересечения, соединяющими соседние границы зерен, являются неотъемлемой частью сети ГЗ и оказывают существенное влияние на изменения как самой сети ГЗ, так и микроструктуры поликристаллического материала.
В последние годы наноразмерные топологические полярные структуры, обладающие уникальными физическими свойствами, демонстрируют огромный потенциал в электронных приложениях, особенно в таких областях, как устройства хранения информации высокой плотности и полевые транзисторы с низким энергопотреблением. Эти структуры — такие как полярные замкнутые домены, вихри, скирмионы, кольцевые структуры и точки Блоха — благодаря балансу взаимодействий упругой энергии, электростатической энергии и энергии градиента поляризации стабильно существуют в тонких пленках сегнетоэлектрических оксидов, что привлекло широкое внимание исследователей.
Сегнетоэлектрические полупроводниковые материалы благодаря своей переключаемой спонтанной поляризации и способности к энергонезависимому хранению обладают огромным потенциалом для разработки новых низкопотребляющих электронных устройств и энергонезависимой памяти. Эти материалы позволяют управлять их макроскопическими поляризационными свойствами с помощью внешнего электрического поля, что, в свою очередь, влияет на характеристики переноса носителей заряда. Однако одновременно обеспечить в одном и том же тонкоплёночном материале мощные сегнетоэлектрические свойства и высокие полупроводниковые характеристики — чрезвычайно сложная задача. В последние годы особое внимание привлекают оловянные (Sn‑основные) перовскитные полупроводники, прежде всего благодаря их p‑типовой проводимости, низкой эффективной массе носителей заряда и высокой подвижности. Однако из‑за обычно высокой концентрации носителей заряда внутреннее электрическое поле не может быть эффективно экранировано, что приводит к ослаблению или исчезновению сегнетоэлектрической поляризации, делая наблюдение сильной сегнетоэлектричности в Sn‑основных перовскитах крайне затруднительным.
По мере усиления глобальных требований к энергосбережению, снижению выбросов и охране окружающей среды легкие и высокопрочные магниевые сплавы привлекают всё более пристальное внимание благодаря своим выдающимся комплексным свойствам. Благодаря низкой плотности, высокой удельной прочности и хорошей биосовместимости магниевые сплавы демонстрируют значительный потенциал применения в авиакосмической отрасли, автомобилестроении, электронике и телекоммуникациях. Однако чистый магний обладает невысокой прочностью и твёрдостью, что ограничивает его использование в более широких областях. Для повышения эксплуатационных характеристик магниевых сплавов особое внимание привлекают металлическоматричные композиты с частицами‑усилителями. Частицы SiC, отличающиеся низким коэффициентом теплового расширения, высокой износостойкостью, большой твёрдостью и стойкостью к окислению, а также не образующие соединений с Mg, широко применяются в качестве упрочняющей фазы в магниевых сплавах. Сочетание частиц SiC с магниевым сплавом AZ91D позволяет не только сохранить преимущества лёгкости магниевых сплавов, но и существенно повысить их прочность и износостойкость. В результате магниевый композит на основе AZ91D, армированный частицами SiC, нашёл широкое применение при изготовлении воздушных винтов, хвостовых оперений ракет и цилиндров, став одним из наиболее распространённых магниевых композитов.
Металлические стекла (MGs) благодаря своей уникальной беспорядочной микроструктуре обладают множеством выдающихся свойств, таких как высокая прочность и высокая вязкость разрушения, что обеспечивает им широкий потенциал применения в области конструкционных материалов. Кроме того, благодаря простому составу и микроструктуре аморфные сплавы рассматриваются как идеальные модели для изучения физики конденсированных сред, способствуя глубокому пониманию природы стеклообразного перехода и перепрохолоднённой жидкости. Поэтому металлические стекла привлекают не только повышенное внимание в инженерных приложениях, но и живой интерес исследователей в таких областях, как материаловедение, физика и механика. Однако одной из основных проблем металлических стекол является отсутствие растяжимой пластичности при комнатной температуре. В отличие от традиционных кристаллических сплавов, деформация которых определяется дислокациями, двойниками и фазовыми превращениями, у металлических стекол деформация сильно локализована и быстро распространяется по главным зонам сдвига, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению материала под действием одноосного растягивающего напряжения.