В университете умеют создавать в сегнетоэлектриках нанометровые области с увеличенной проводимостью

17:13, 31 августа 2017

Доклад о результатах работы ученых отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники вуза высоко оценили на молодежной конференции

Награждение Александра Есина (на фото в центре) по итогам молодежной конференции «Применение зондовой микроскопии в научных исследованиях». Фото: Александра Хлопотова

Использование твердотельных электродов во время переключения поляризации в кристаллах ниобата лития позволяет получить проводящие доменные стенки. Применение жидких электродов, напротив, приводит к образованию непроводящих, выяснили сотрудники отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники УрФУ Александр Есин и Андрей Ахматханов под руководством профессора Владимира Шура. Эффект обусловлен различной ориентацией доменных стенок в кристалле ниобата лития, полагают авторы исследования. Доклад Александра Есина о результатах этой работы был признан одним из лучших на молодежной конференции «Применение зондовой микроскопии в научных исследованиях», завершившейся вчера в Институте естественных наук и математики (ИЕНиМ) УрФУ.

Ниобат лития — сегнетоэлектрик. Эти материалы широко применяются в современной оптоэлектронике за счет уникальной комбинации нелинейно оптических и электрооптических свойств, например, в составе электрооптических затворов и преобразователей длины волны излучения. Ниобат лития — кристалл, в котором существует спонтанная поляризация, ее направление можно изменять на противоположное внешним электрическим полем. Области с однородной спонтанной поляризацией называются доменами, которые разделяются доменными стенками, свойства которых иногда кардинально отличаются от свойств самих доменов.

«Раньше исследователи стремились к управлению доменной структурой, а в настоящее время интерес вызывают сами стенки: оказалось, что их свойства могут сильно отличаться от свойств самих доменов. Например, домен может выступать как изолятор, а стенка — обладать электрической проводимостью. Очень тонкие, меньше нанометра, доменные стенки можно контролируемо расставлять в объеме кристалла, локально изменяя его свойства», — пояснил Александр Есин.

По словам молодого ученого, эту тематику разрабатывали советские ученые еще в 1960-х годах, но интереса к ней не было длительное время из-за «негативного» эффекта доменных стенок: проводящие включения в изолирующей матрице были помехой в оптоэлектронике. В последние лет семь, напротив, эти свойства предполагается применить для создания элементов наноэлектроники. Ведь проводящие доменные стенки можно контролируемо создавать, стирать и перемещать в изолирующей матрице внешним электрическим полем, создавая наноэлектронные устройства, перестраиваемые непосредственно в процессе работы.

Справка

Вчера, 30 августа, в Институте естественных наук и математики (ИЕНиМ) УрФУ завершила работу международная конференция «Сканирующая зондовая микроскопия-2017», а также были подведены итоги работы молодежной конференции «Применение зондовой микроскопии в научных исследованиях» и выбран лучший стендовый и устный доклады молодых ученых. Первое место в рейтинге стендовых докладов досталось Екатерине Васькиной, младшему научному сотруднику отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники УрФУ, за постер «Кинетика доменной структуры в монокристаллах титанил-фосфата калия c поверхностным диэлектрическим слоем». В рейтинге устных докладов призером также стал младший научный сотрудник того же отдела, Александр Есин, с докладом «Исследование влияния типа электрода на формирование заряженных доменных стенок в монокристаллах ниобата лития».