Paduan nanokristalin

Nanokristal untuk listrik ferro
Listrik ferro
Fenomena listrik ferro ditemukan pada tahun 1921 dengan menggunakan garam Rochelle. Barium titanat (BaTiO3) adalah bahan feroelektrik yang digunakan dalam pembuatan listrik ferro. Ada lebih dari 250 bahan yang menunjukkan sifat feroelektrik, yang meliputi; Timbal titanat, Timbal zirkonat titanat dan Timbal lantanum zirkonat titanat. Bahan feroelektrik memiliki momen dipol permanen, seperti rekan feromagnetiknya. Namun, dalam feroelektrik, momen dipol adalah listrik dan bukan magnet sehingga dapat diorientasikan menggunakan medan listrik daripada medan magnet untuk memungkinkan informasi digital elektrik disimpan dalam film tipis feroelektrik.
Aplikasi bahan feroelektrik
Bahan feroelektrik digunakan dalam pembuatan kapasitor, memori non-volatile, piezoelektrik untuk pencitraan ultrasound dan aktuator, bahan elektro-optik untuk aplikasi penyimpanan data, termistor, sakelar yang dikenal sebagai transcharger atau transpolarizer, osilator dan filter, deflektor cahaya, modulator dan pajangan.
Logam berstruktur nano
Logam berstrukturnano menunjukkan sifat yang menarik dan berguna karena skala panjang strukturalnya yang sangat halus. Sayangnya, mengontrol ukuran butir dalam rezim nanokristalin telah terbukti sulit karena bahan-bahan ini mewakili keadaan jauh-dari-ekuilibrium klasik, yang mengandung sebagian besar volume antarmuka energi tinggi. Paduan menghadirkan peluang untuk mengurangi hukuman energi yang terkait dengan pembentukan struktur nano.
GeTe adalah feroelektrik semikonduktor dan BaTiO3 adalah feroelektrik oksida yang khas. Para peneliti di Lawrence Berkeley National Laboratory dan University of California di Berkeley telah mempelajari peta distorsi feroelektrik di germanium telluride dan barium titanium oksida untuk membuat perangkat memori non-volatil generasi berikutnya yang akan menyimpan terabit data per inci persegi.
Para peneliti menganalisis pemesanan feroelektrik dalam kristal nano tunggal GeTe dan BaTiO3 dengan secara langsung mencitrakan distorsi struktural yang terkait dengan listrik ferro.
Memori non-volatil yang dibuat dari kristal nano feroelektrik ini dapat memiliki kepadatan penyimpanan data dan digunakan sebagai aktuator piezoelektrik skala nano dan transduser dalam perangkat sistem nano elektromekanis (NEMS) masa depan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perpindahan atom lokal sebagian besar tetap secara linier dalam satu domain, yang mengarah ke polarisasi listrik bersih yang berarti bahwa sifat feroelektrik yang berguna, termasuk switching polarisasi dan piezoelektrik, dapat dipertahankan hingga dimen hanya beberapa nanometer
Paduan nanokristalin untuk stabilitas panas
Para peneliti di Massachusetts Institute of Technology telah menghasilkan paduan nanokristalin berbasis tungsten baru yang stabil di atas 1000 °C. Logam nanokristalin jauh lebih kuat daripada rekan-rekan massal mereka tetapi tidak stabil, karena butiran nanokristal dapat tumbuh dan bergabung bersama pada suhu tinggi ketika logam melunak.
Para peneliti telah menciptakan paduan berdasarkan tungsten dan titanium yang mengandung sekitar 20% atom titanium dengan ukuran butir 20 nm. Itu stabil untuk waktu yang lama pada suhu anil 1100 °C dan mempertahankan kekuatannya yang luar biasa.
Ini dapat digunakan dalam aplikasi di mana ketahanan benturan tinggi diperlukan, seperti dalam mesin industri atau dalam baju besi dan untuk membuat yang baru material berstruktur nano dengan kekuatan dan stabilitas yang sama baiknya atau bahkan lebih baik, dan sifat tambahan yang diinginkan seperti ketahanan terhadap korosi.