Control of periodic ferroelastic domains in  ferroelectric Pb₁-_xSr_xTiO₃ thin films for nano-scaled memory devices

Stroomproducerend wegdek weer stapje dichterbij

Piëzo-elektrische materialen kunnen een elektrische spanning produceren wanneer ze worden vervormd, maar ook vervormen wanneer er een elektrische spanning op gezet wordt. Dit soort materialen wordt tegenwoordig veelvuldig gebruikt, bijvoorbeeld in sensoren van airbags maar ook voor de dataopslag met een laag energieverbruik, die de informatie kan behouden wanneer de stroom uitvalt.

Voor grootschalige toepassing is het belangrijk om niet-giftige materialen te ontwikkelen. De huidige materialen bevatten bijvoorbeeld nog het giftige lood. Ook moet de efficiëntie van de omzetting van vervorming in spanning omhoog. Oleksiy Nesterov heeft onderzoek gedaan naar de eigenschappen van zeer dunne lagen piëzo-elektrisch materiaal. Doel was te onderzoeken hoe de kristalstructuur van deze lagen (die van belang is voor de eigenschappen van het materiaal) ontstaat en hoe deze is te beïnvloeden.

Nesterov wist grote controle te krijgen over de ontwikkeling van domeinen (stukken uniform kristal) en domeinmuren (de plek waar twee domeinen tegen elkaar aan groeien, en waar spanning ontstaat die belangrijk is voor de eigenschappen van het materiaal).

Efficiënte en niet-giftige piëzo-elektrische materialen zouden in de toekomst wellicht verwerkt kunnen worden in wegen, die dan dankzij de druk van autobanden stroom kunnen produceren. Daarnaast zouden piezo- en pyro-elektrische (op warmte reagerende) apparaten het in de toekomst misschien mogelijk maken om kleine en zuinige implantaten te ontwikkelen voor in het menselijk lichaam, die hun eigen energie opwekken door de beweging van ons eigen lichaam of lichaamswarmte.

Oleksiy Nesterov (Oekraïne) verrichtte zijn onderzoek bij de afdeling Solid State Materials for Electronics van het Zernike Institute for Advanced Materials, Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen. Financiering kwam van de RUG en van NanoNextNL, een consortium van ruim honderd kennisinstellingen en bedrijven waarin onderzoek plaatsvindt naar nanotechnologie.

Proefschrift: http://irs.ub.rug.nl/ppn/387641912