مقیاس نانو و افزایش خواص فندک‌های جرقه‌زن

محققان دانشگاه فردوسی مشهد، با بهره‌گیری از فناوری
نانو، روشی کارامد برای افزایش خواص پیزوالکترونیک فندک‌های جرقه‌زن و
مبدل‌های پیزوالکترونیک یافتند.

سرامیک‌های PMN–PT نسل جدیدی از مواد پیزوالکتریک هستند که در دهه اخیر
توسعه بسیاری یافته‌اند. این سرامیک‌ها بالاترین ضرایب را در میان سایر
مواد پیزوالکتریک نظیر PZTدارند. از سوی دیگر، این مواد خاصیت رلکسور دارند
یعنی ثابت دی‌الکتریک آنها تابعی از فرکانس است.

دکتر محمد حسینی، محقق این پژوهش، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه
توسعه فناوری نانو گفت: «این سرامیک‌ها معمولا به طور سنتی ساخته می‌شوند.
در روش سنتی، اکسیدهای اولیه با هم مخلوط شده (روش مخلوط اکسیدها- MO) و در
دمای بالا عمل تکلیس انجام می‌دهند. این روش دارای معایبی از قبیل عدم
مخلوط و ترکیب، فرار بعضی از عناصر در دمای بالا و در نتیجه عدم تعادل
شیمیایی است. به همین دلیل با روشی کاملا متفاوت، اقدام به تولید این مواد
کرده‌ایم».

به همین منظور، ابتدا نانوپودر هرکدام از مواد سرامیک PMN–PT و PMN–PZT را
به روش احتراق ژل در دمای پایین نسبت به دمای روش سنتی تهیه کردیم. از سوی
دیگر، پس از مرحله تکلیس و مشخصه‌یابی پودرهای حاصل و اطمینان از تشکیل فاز
مربوط و اندازه‌گیری ابعاد نانوپودر با استفاده از تصاویر TEM، قرص‌هایی از
هر دو نانوپودر را تولید نمودیم. در نهایت، خواص الکترونیکی و اپتیکی آنها
را اندازه‌گیری و با هم مقایسه کردیم».

نتایج حاصل نشان می‌دهد که سیستم PMN–PTپاسخ بهتری داشته و ضرایب بالاتری
دارد.

عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد در ادامه تاکید کرد: «این روش می‌تواند
در صنایع وابسته به قطعات پیزوالکتریک نظیر فندک‌های جرقه‌زن، صنایع نظامی
و مبدل‌های پیزوالکتریک، بسیار موثر باشد».

جزئیات این پژوهش که به عنوان بخشی از پایان‌نامه دکتری مهدی قاسمی‌فرد و
با راهنمایی محمد حسینی انجام شده، در
مجله Ceramics International (جلد۳۵،
صفحات ۲۹۰۵- ۲۸۹۹، سال ۲۰۰۹)منتشر شده است.