Leging Kristal Nano: Memajukan Ferolistrik dan Bahan Tahan Panas
Nanokristal untuk Ferolistrik
Ferolistrik
Ferolistrik pertama kali diamati pada tahun 1921 dengan garam Rochelle. Titania barium (BaTiO3) adalah ferolistrik prototipal yang digunakan dalam perangkat modern. Faktanya, lebih dari 250 senyawa—seperti titania timbal, titania zirconat timbal, dan titania zirconat lanthanum timbal—menunjukkan perilaku ferolistrik. Bahan ini memiliki dipol listrik permanen yang dapat diarah ulang oleh medan listrik eksternal, yang memungkinkan penyimpanan informasi digital dalam film ferolistrik ultra-tipis. Aplikasi Bahan Ferolistrik
Senyawa ferolistrik mendasari berbagai teknologi: kapasitor berperforma tinggi, memori non-volatile, transduser piezoelektrik untuk citra ultrasound, penyimpanan data elektro-optik, termistor, transpolarizer, osilator, filter, deflektor cahaya, modulator, dan sistem display canggih. Logam Berstruktur Nano
Logam berstruktur nano menunjukkan properti luar biasa karena ukuran butiran yang sangat halus. Namun, mempertahankan keadaan kristal nano yang stabil sulit karena energi tinggi batas butiran. Pengaloman menawarkan jalan untuk mengurangi biaya energi ini dan menstabilkan nanostruktur. GeTe adalah semikonduktor ferolistrik, sementara BaTiO3 adalah ferolistrik oksida klasik. Peneliti di Lawrence Berkeley National Laboratory dan UC Berkeley telah memetakan distorsi ferolistrik dalam satu nanokristal GeTe dan BaTiO3, mengungkapkan potensi untuk memori non-volatile generasi berikutnya yang mampu densitas terabit-per-inci persegi. Dengan secara langsung mencitrakan distorsi skala atom, tim menunjukkan bahwa perpindahan lokal tetap terurut secara linier dalam satu domain, mempertahankan polarisasi bersih. Ini mengonfirmasi bahwa properti ferolistrik kunci—pengalihan polarisasi dan piezoelektrik—bertahan hingga dimensi hanya beberapa nanometer, memungkinkan aktuator dan transduser skala nano untuk perangkat NEMS masa depan. Leging Kristal Nano untuk Stabilitas Panas
Peneliti MIT telah merancang leging kristal nano tungsten-titanium yang stabil di atas 1.000 °C. Logam kristal nano secara intrinsik lebih kuat dari setara massa mereka, tetapi mereka dapat kehilangan stabilitas saat butiran tumbuh pada suhu tinggi. Leging baru ini mencakup ~20 at.% Ti dan memiliki butiran ~20 nm yang mempertahankan kekuatan eksepsional setelah aniling panjang pada 1.100 °C. Bahan tahan panas, kekuatan tinggi ini ideal untuk aplikasi yang menuntut ketahanan dampak—mesin industri, baju pelindung, dan komposit nanostruktur generasi berikutnya dengan daya tahan korosi dan performa mekanik yang superior.
