Langsung ke konten utama

Penelitian Eksperimentasi Bismuth Ferrite Films untuk Tegangan Piezoelectronic

loading...
bisnis online

(KeSimpulan) Sebuah tim peneliti dari University of California ilmuwan bereksperimen mencari alternatif berbasis senyawa dalam sistem piezoelectric.

Pembuat gadget sering mengandalkan kemampuan pada piezoelectricity, beberapa material padat memproduksi tegangan ketika tekanan diaplikasikan untuk memberikan daya kecil yang terbasang pada system, seperti BlackBerry Storm 2's touch screen atau sensor airbag mobil. Sedangkan basis tipikal senyawa biasanya memiliki potensi piezoelektrik besar, semua logam berat harus ditinggalkan oleh produsen elektronik dalam upaya untuk mengurangi limbah beracun.

"Didorong oleh keprihatinan lingkungan global, saat ini ada kecenderungan kuat untuk menemukan non-timah yang praktis untuk perangkat teknik piezoelectrics," kata para peneliti dari University of California, Berkeley. Laporan para peneliti yang dipublikasikan di jurnal Science, bertujuan untuk menemukan alternatif khusus disiapkan bagi bismuth ferrite film yang memiliki sifat piezoelektrik setara dengan timah berbasis senyawa.

Mencari alternatif tidak mudah. Meskipun larangan Uni Eropa (UE) atas Hazardous Substances (RoHS) mulai berlaku secara efektif sejak tahun 2006 untuk produksi elektronik baru yang mengandung timah kadar tertentu, kadmium (cadmium), merkuri (mercury), dan bahan kimia beracun lain telah mengakibatkan kesulitan untuk keluar karena kapabilitasnya yang luas (ini berfungsi misalnya sebagai bahan solder dan plastik). Pada kenyataannya, RoHS harus mencakup daftar pengecualian untuk larangan logam, terutama dalam perangkat piezoelectronic.

Walaupun peneliti telah mengetahui selama bertahun-tahun tentang bismuth ferrite's piezoelectric properties, hal itu tidak dapat dibuat untuk menghasilkan tegangan yang cukup untuk dianggap sebagai pengganti, kata Ramamoorthy Ramesh, profesor fisika dari Berkeley's Department of Materials Science and Engineering, yang memberikan kontribusi untuk penelitian yang dipimpin oleh Robert Zeches, salah satu peneliti di Berkeley's Department of Materials Science and Engineering. "Tidak ada yang bisa mengendalikan struktur bismut sehingga dapat menjalankan basis senyawa sebagai bahan piezoelektrik," kata Ramesh.

Eksperimentasi dengan bismuth ferrite films dari ketebalan yang berbeda tumbuh di berbagai jenis substrat. Zeches mampu menciptakan sebuah film yang dapat menghasilkan lebih banyak tegangan piezoelektrik, diukur dari segi biaya yang dihasilkan dari sebelumnya. Kuncinya adalah menemukan kombinasi ketebalan substrat yang menyebabkan film membentuk campuran yang tepat dari tetragonal dan berbentuk kristal. Tetragonal ditandai dengan tiga sumbu tegak lurus terhadap satu sama lain, dua sama panjang dan ketiga panjang yang berbeda; rhombohedrals menyerupai kubus atau rata terbentang di sepanjang salah satu sumbu diagonal.

Strain Piezoelectric tercipta saat tekanan diterapkan pada bismuth ferrite, memaksa tetragonal kristal untuk berubah bentuk menjadi rhombohedrals (dan sebaliknya). Seperti galur meningkatkan listrik yang dihasilkan oleh efek piezoelektrik. "Robert mengambil langkah besar ke depan dengan menemukan kombinasi yang tepat dari bentuk kristal bismuth ferrite untuk meningkatkan jumlah keregangan yang diproduksi," kata Ramesh.

Para peneliti sedang mencoba untuk menentukan faktor tipologi substrat, ketebalan film atau komposisi kristal dan posisi piezoelektrik film yang paling potensial. "The sweet spot di antara ketebalan film adalah di mana anda mendapatkan formasi campuran kristal yang memiliki efek piezoelektrik yang lebih besar," kata Zeches. Penelitian di Berkeley terlalu dini dalam perkembangannya untuk menentukan kapan bismut berbasis bahan ferit mungkin akan dimasukkan ke pada konsumen elektronik atau bagaimana hal itu mungkin mempengaruhi biaya. Kemungkinan besar akan sukses dengan penggunaan senyawa data berskala nano.

bisnis online
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.