Steinar Brandslet, Norveç Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

K₃[Nb₃O₆|(BO₃)₂-da hibrid domen divarı. Divarlar fərqli dipol düzülüşləri (qırmızı və mavi oxlar) ilə iki bölgəni ayırır. Kürəciklər niobium atomlarının (Nb) quruluşunu təmsil edir. Belə domen divarları gələcək elektronika, sensorlar və digər qabaqcıl texnologiyalarda yeni imkanlar aça biləcək bir neçə unikal funksional xüsusiyyətə malikdir. Müəllif: İvan Uşakov, NTNU

Gündəlik həyatda bizi əhatə edən bir çox inkişaf etmiş elektron komponentlər işləmək üçün qütb materiallarına əsaslanır. Qütb materiallarında elektrik yükü qeyri-bərabər paylanır. Bu, xarici elektrik sahəsi olmadıqda belə, onlara müsbət və mənfi tərəf verir. Bunlardan ən vacibi ferroelektrik materiallardır ki, burada qütbləşmə istiqaməti elektrik sahəsi tətbiq etməklə tərsinə çevrilə bilər.

Tədqiqatçılar hazırda əvvəllər qarşılıqlı olaraq istisna hesab edilən xüsusiyyətləri birləşdirən materialları müəyyənləşdirirlər. Bu, yeni texnoloji tətbiqlərə səbəb ola bilər.

Antiferroelektrik materiallar

Antiferroelektrik materiallar fərqlidir. Onlar kiçik elektrik dipollarının növbələşən yuxarı-aşağı düzülüşünə malikdirlər. Bu materiallar enerji saxlama və yeni soyutma texnologiyaları kimi tətbiqlərdə istifadə edilə bilən unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Lakin, son vaxtlara qədər tədqiqatçılar bu cür materialların qütblü ola bilməyəcəyinə inanırdılar.

Dennis Meier deyir: “Təəssüf ki, bu elektrik dipolları bir-birini ləğv edir və antiferroelektrik materialı qeyri-polyar edir. Bu, onların daha geniş kontekstdə potensial tətbiqlərini məhdudlaşdırır”.

Meier NTNU-nun Materialşünaslıq və Mühəndislik kafedrasının köməkçi professorudur. O, iki tədqiqat layihəsində iştirak edir, biri Nature Nanotechnology jurnalında, digəri isə Nature Materials jurnalında dərc olunmuş Perspektiv məqaləsidir .

Qaydaları pozan materiallar

Bəs bir materialın antiferroelektrik xüsusiyyətlərini qorumaq üçün bu ciddi yuxarı-aşağı tənzimləməyə ehtiyacı varmı? Materialşünaslıq və Mühəndislik Departamentinin tədqiqatçısı İvan Uşakov deyir: “Uzun illər ərzində tədqiqatçılar bunun belə olduğunu düşünürdülər, baxmayaraq ki, bir neçə alim daha mürəkkəb nümunələri müzakirə ediblər”. O, ilk məqalənin aparıcı müəllifidir.

Bu daha mürəkkəb naxışlar sadə əyilmələrdən və yuxarı-aşağı düzülüşdəki qeyri-bərabərliklərdən dalğalara və spirallara qədər dəyişə bilər. Bir neçə naxışın kombinasiyası da mümkündür.

“Tapıntılarımız göstərir ki, bu ləğv həmişə zəruri deyil. Bu o deməkdir ki, antiferroelektrik materiallar əvvəllər düşünüləndən daha geniş və daha zəngin material sinfini təmsil edir. Bu, bütün konsepsiyanın yenidən tərifini tələb edir”, – deyə Meier bildirir.

Mürəkkəb naxışların formalaşdırılması

Buna misal olaraq, həm polyar, həm də antiferroelektrik xüsusiyyətlərin əlamətlərini nümayiş etdirdiyi uzun müddətdir bilinən K₃[Nb₃O₆|(BO₃)₂] birləşməsini göstərmək olar.

Uşakov deyir: “Bu materialda yuxarı-aşağı naxış yüngül bir əyilmə səbəbindən tamamilə ləğv edilmir. Quruluşu ətraflı araşdıraraq, həm ferroelektrik, həm də antiferroelektrikin tək bir materialda birlikdə mövcud olmasını mümkün edən dəqiq mexanizmləri müəyyən etdik”.

Təəccüblüdür ki, birləşmə yalnız ferroelektrik və antiferroelektrik materialların xüsusiyyətlərini birləşdirmir. Tədqiqatçılar domenlər kimi tanınan elektriklə idarə olunan bölgələrə daha yaxından nəzər salmaqla materialın həm də unikal “hibrid” xüsusiyyətlərə malik olduğunu aşkar etdilər.

Meier deyir ki, “Qabaqcıl mikroskopiyadan istifadə edərək, domenlərin həm klassik ferroelektrik, həm də antiferroelektrik materiallardakı oxşar sərhədlərlə müqayisədə çox qeyri-adi xüsusiyyətlərə malik yüksək dərəcədə genişlənmiş və son dərəcə nazik sərhədlərlə ayrıldığını müşahidə edirik”.

Bu iş, elektrik xüsusiyyətləri artıq tək bir kateqoriyaya uyğun olmayan yeni bir material sinfinə işarə edir.

Bu cür hibrid sistemlər enerji saxlama, sensorlar və digər elektron texnologiyalar sahəsində yeni imkanlar aça bilər, eyni zamanda antiferroelektrikin əslində nə olduğunu yenidən nəzərdən keçirməyə məcbur edə bilər.

Nəşr detalları

İvan N. Uşakov və digərləri, Qeyri-kollinear antipolyar oksidlərdə hibrid antiferroelektrik-ferroelektrik domen divarları, Təbiət Nanotexnologiyası (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02139-8

Gustau Catalan et al, Antiferroelektriklərə müasir perspektiv, Təbiət Materialları (2026). DOI: 10.1038/s41563-026-02483-z

Jurnal məlumatları: Təbiət materialları , Təbiət nanotexnologiyası  

Əsas anlayışlar

Elektrik xüsusiyyətləriKristal sistemlərElektron qütblü sistemlər

Norveç Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilir