РАЗРАБОТКА ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПЬЕЗО-, ПИРО-, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НОВЫХ ПЕРСПЕКТИВ-НЫХ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Отчет 118 с., 28 рис., 5 табл., 160 источн. Приводятся результаты выполненных в 2024 году в соответствии с планом реализации проекта исследований, направленных на разработку новых перспективных пьезоэлектрических, конденсаторных, нелинейных электрических, СВЧ и других функциональных материалов электронной техники, на раскрытие механизмов возникновения в них особых диэлектрических, электрических, магнитных и других свойств. Основными объектами исследований являлись твердые растворы со структурой перовскита, образующиеся в системах BiScO3–PbTiO3–PbMg1/3Nb2/3O3 (BS–PT–PMN), BaTiO3–PbFe2/3W1/3O3 (BT–PFW), BaTiO3–BaZrO3–PbTiO3 (BT–BZr–PT), монокристаллы фаз Bi2Ti2O7 и R-CuCrO2 со структурами пирохлора и делафоссита, электретные полимерные пленки. В указанных системах определены режимы получения керамических образцов твердых растворов с сегнетоэлектрическими (СЭ) и родственными свойствами, осуществлен их синтез для ранее не изученных составов, прослежена эволюция кристаллической структуры и электрофизических свойств твердых растворов с изменением их состава, выявлен и изучен кроссовер между СЭ и сегнетоэлектрическим-релаксорным (СЭ-Р) состояниями, определены составы, проявляющие возвратные СЭ-Р свойства. Установлены составы твердых растворов системы BS–PT–PMN, имеющие высокий пьезоэлектрический модуль (d33≳500 пКл/Н). Установлено, что использование добавок легкоплавких компонент Pb5Ge3O11 и Na2B4O7 к BT–PFW понижает температуру спекания керамики до 950оС с сохранением высоких диэлектрических характеристик в области комнатной температуры, что позволяет использовать такую керамику для создания многослойных конденсаторов с межслоевыми электродами из Ag/Pd. Изучены диэлектрические и нелинейные электрические свойства выращенных монокристаллов R-CuCrO2, проявляющих эффект порогового по электрическому полю переключения из высокоомного в низкоомное состояние, имеющий потенциал применения в современных устройствах микроэлектроники. На примере кристаллов Bi2Ti2O7 впервые установлена возможность возникновения СЭ-Р свойств, связанных не с наличием структурного беспорядка как в PbMg1/3Nb2/3O3, а с наличием геометрической фрустрации кристаллической структуры. Получены и изучены новые электретные полимерные пленки на основе диацетата целлюлозы с внедренными в них полярными молекулами. Все полученные результаты являются оригинальными. Результаты НИР представляют интерес как для фундаментальных исследований в области физики новых функциональных материалов, так и для практических применений в области разработок и совершенствования технологий новых перспективных функциональных материалов электронной техники. По результатам работ за отчетный период (2024 год) оформлено 7 научных публикаций, из них 4 статьи в индексированных ведущих Российских и зарубежных научных изданиях; сделаны два доклада на Международных конференциях; зарегистрирована новая заявка на патент; в Диссертационных советах при РТУ МИРЭА защищены две кандидатские диссертации; результаты разработок проекта представлялись на международной специализированная выставке «Композит-экспо». Программа исследований на отчетном этапе, установленная планом реализации проекта, выполнена полностью.