Teoretski materijal, nitridni perovskit, sintetiziran i izmjeren
Znanstvenici iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) eksperimentalno su sintetizirali nitridni perovskit koji je prije postojao samo u teoriji i izmjerili njegova svojstva u suradnji s istraživačima u Kolorado School of Mines.
Ostvarenje nitridnog perovskita otvara mogućnost njegove primjene kao materijala za mikroelektromehaničke uređaje koji se koriste u telekomunikacijama i drugim područjima. Računalno je predviđeno da su nitridni perovskiti stabilni, ali malo ih je sintetizirano, a njihova eksperimentalna svojstva ostaju uglavnom nepoznata, istaknuli su istraživači u članku objavljenom u Scienceu.
Koautori rada, "Sinteza LaWN3 nitrid perovskita s polarnom simetrijom", su Kevin Talley, Craig Perkins i Andriy Zakutayev iz NREL-ovog Centra za znanost o materijalima, kao i David Diercks i Geoff Brennecka. Osim što su sintetizirali ovaj novi perovskit – lantan volfram nitrid (LaWN3) – kao tanki film, znanstvenici su ispitali njegova piezoelektrična svojstva. Piezoelektrični materijali pretvaraju primijenjeni tlak u električni napon i obrnuto - važno svojstvo za filtere i rezonatore koji se koriste u mobitelima.
"Najvažnija postignuća ovog istraživanja su da je ovaj sintetizirani LaWN3 jedan od prvih nitridnih perovskita o kojima je eksperimentalno prijavljen, te da ima jak piezoelektrični odgovor u usporedbi s drugim nitridnim materijalima ili oksidnim perovskitima", rekao je Zakutayev. "Ova uspješna LaWN3 sinteza znači da bi mnoge druge teoretski predviđene nitridne perovskite također trebalo biti moguće sintetizirati, te da bi se njihova uzbudljiva predviđena svojstva mogla koristiti za praktične primjene."
Nitridi nastaju kada se metalni elementi spoje s dušikom. Zakutayev i drugi istraživači su otkrili moguće postojanje stotina nitrida koji nisu bili sintetizirani, a neke od njih eksperimentalno realizirali. Njegov početni rad na toj temi doveo je do dodatnog financiranja od strane Ureda za znanost Ministarstva energetike SAD-a kroz Program istraživanja u ranoj karijeri kako bi se razumjelo kako bolje kontrolirati eksperimentalnu sintezu nitridnih materijala, što je podržalo ovaj rad s nitridnim perovskitom.
Uspješna sinteza LaWN3 sugerira da bi bilo moguće sintetizirati i druge nitridne perovskite s korisnim svojstvima. To je važno jer nitridni materijali već revolucioniraju telekomunikacijsku i druge industrije. Na primjer, radio-frekvencijski tranzistori na bazi poluvodiča iz galij nitrida i podesivi filtri na bazi aluminij nitridnih piezoelektrika postali su važan dio 5G komunikacijske tehnologije. Istraživači su primijetili da će sinteza ovog i drugih nitridnih perovskita vjerojatno utjecati ne samo na temeljna istraživanja koja uključuju otkrivanje nitridnih materijala, već i na primijenjeni razvoj novih elektroničkih i energetskih tehnologija.
Izvor: Science