Feroelektrické materiály už dlho fascinujú vedcov a inžinierov vďaka svojim jedinečným vlastnostiam a širokým aplikáciám v materiálovej vede. Ako dodávateľ materiálovej vedy som z prvej ruky videl, ako tieto materiály spôsobujú revolúciu v rôznych odvetviach. V tomto blogu sa ponorím do niektorých z najzaujímavejších aplikácií feroelektrických materiálov.
1. Pamäťové zariadenia
Jedna z najznámejších aplikácií feroelektrických materiálov je v pamäťových zariadeniach. Feroelektrická pamäť s náhodným prístupom (FeRAM) je revolučnou novinkou vo svete ukladania dát. Na rozdiel od tradičnej pamäte RAM využíva FeRAM na ukladanie údajov polarizáciu feroelektrických materiálov. Túto polarizáciu je možné prepínať medzi dvoma stabilnými stavmi, ktoré predstavujú 0 a 1 v binárnom kóde.
Krása FeRAM spočíva v jeho nevolatilite. To znamená, že dokáže uchovať dáta, aj keď je napájanie vypnuté. To je obrovská výhoda oproti dynamickej RAM (DRAM), ktorá stratí dáta hneď po výpadku prúdu. FeRAM má tiež vyššiu rýchlosť zápisu v porovnaní s flash pamäťou. Dokáže vykonávať operácie zápisu v priebehu nanosekúnd, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie, kde je rozhodujúci rýchly prístup k dátam a ich ukladanie, ako napríklad vo vysokovýkonných výpočtových a mobilných zariadeniach.
2. Senzory
Feroelektrické materiály sú tiež široko používané v senzorovej technológii. Piezoelektrické snímače, ktoré sú druhom feroelektrického snímača, môžu premieňať mechanickú energiu na elektrickú energiu a naopak. Napríklad v tlakových snímačoch, keď tlak pôsobí na feroelektrický materiál, generuje elektrický náboj v dôsledku piezoelektrického javu. Tento náboj je potom možné zmerať a použiť na určenie veľkosti tlaku.
Tieto senzory sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach. V automobilovom priemysle sa dajú použiť na meranie tlaku v pneumatikách, tlaku motorového oleja, tlaku brzdovej kvapaliny. V oblasti medicíny sa piezoelektrické snímače používajú v ultrazvukových strojoch. Feroelektrický materiál v ultrazvukovom prevodníku vibruje pri použití elektrického prúdu a vytvára zvukové vlny. Keď sa tieto zvukové vlny odrazia od vnútorných orgánov a tkanív, vracajúce sa vlny spôsobia, že feroelektrický materiál vytvorí elektrický signál, ktorý sa potom použije na vytvorenie obrazu vnútorných štruktúr.
3. Akčné členy
Aktuátory sú zariadenia, ktoré premieňajú elektrickú energiu na mechanický pohyb. Feroelektrické materiály sú vynikajúcimi kandidátmi na pohony kvôli ich piezoelektrickým a elektrostrikčným vlastnostiam. Piezoelektrické aktuátory môžu zmeniť svoj tvar, keď je aplikované elektrické pole. Táto vlastnosť sa používa v mnohých aplikáciách presného polohovania.
Napríklad v optických systémoch sa piezoelektrické ovládače používajú na nastavenie polohy šošoviek s vysokou presnosťou. Môžu posúvať šošovky v malých krokoch, čo umožňuje jemné doladenie zaostrenia a zarovnanie optického systému. V mikroelektromechanických systémoch (MEMS) sa feroelektrické pohony používajú na riadenie pohybu mikrosúčiastok, ako sú zrkadlá a ventily.
4. Zber energie
S rastúcim dopytom po obnoviteľných zdrojoch energie sa skúmajú feroelektrické materiály pre aplikácie na získavanie energie. Feroelektrické materiály môžu získavať energiu z mechanických vibrácií v prostredí. Keď je feroelektrický materiál vystavený mechanickému namáhaniu, generuje elektrický náboj prostredníctvom piezoelektrického javu. Tento poplatok je možné zhromaždiť a uložiť na neskoršie použitie.
Táto technológia má potenciál napájať malé elektronické zariadenia, ako sú bezdrôtové senzory a nositeľné zariadenia. Napríklad zberač feroelektrickej energie by mohol byť umiestnený na vibračnom stroji v priemyselnom prostredí. Vibrácie zo stroja by spôsobili, že feroelektrický materiál generuje elektrinu, ktorá by sa potom mohla použiť na napájanie blízkeho senzora, ktorý monitoruje výkon stroja.
5. Fotovoltaické zariadenia
Feroelektrické materiály sú sľubné aj vo fotovoltaických zariadeniach. V tradičných solárnych článkoch je účinnosť obmedzená faktormi, ako je rekombinácia náboja a neschopnosť absorbovať široký rozsah slnečného spektra. Feroelektrické materiály môžu pomôcť prekonať niektoré z týchto obmedzení.
Vnútorné elektrické pole vo feroelektrických materiáloch môže efektívnejšie oddeliť páry elektrón - diera generované slnečným žiarením, čím sa zníži rekombinácia náboja. Okrem toho niektoré feroelektrické materiály môžu absorbovať širší rozsah slnečného spektra v porovnaní s konvenčnými polovodičovými materiálmi používanými v solárnych článkoch. To by mohlo potenciálne viesť k vývoju efektívnejších solárnych článkov.
Naša ponuka produktov
Ako dodávateľ materiálovej vedy ponúkame široký sortiment vysokokvalitných feroelektrických materiálov a súvisiacich produktov. V našom katalógu máme aj ďalšie zaujímavé materiály. Napríklad mámeCAS 924899 - 38 - 7 | Spiro - 2CBP, 2,7 - Bis(9 - karbazolyl) - 9,9 - sspirobifluorén, ktorý má jedinečné optické a elektrické vlastnosti a môže byť použitý v organických svetelných diódach (OLED) a iných optoelektronických zariadeniach. Ďalším produktom jeCAS 518997 - 91 - 6 | TSBF 2,7 - Bis(9,9' - spirobifluorén - 2 - yl) - 9,9' - spirobifluorén, ktorý je užitočný pri vývoji pokročilých organických polovodičov. ACAS 172285 - 72 - 2 | 2,2'-Bi(9,10-difenyl-antracén)je skvelým materiálom pre výskum v oblasti organickej elektroniky.
Prečo si vybrať nás?
Sme hrdí na poskytovanie špičkových zákazníckych služieb. Náš tím odborníkov je vždy pripravený pomôcť vám pri výbere správnych materiálov pre vaše špecifické aplikácie. Zabezpečujeme najvyššiu kvalitu našich produktov prostredníctvom prísnych opatrení kontroly kvality. Či už ste výskumník pracujúci na špičkovom projekte alebo výrobca, ktorý hľadá spoľahlivé materiály, máme pre vás všetko.
Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu
Ak máte záujem o niektorý z našich feroelektrických materiálov alebo iné produkty v našom katalógu, budeme radi, ak sa nám ozvete. Sme otvorení diskusiám o obstarávaní a vieme ponúknuť prispôsobené riešenia na základe vašich požiadaviek. Neváhajte nás osloviť a začať rozhovor o vašich materiálnych potrebách.
Referencie
- Scott, JF (2000). Feroelektrické spomienky. Springer.
- Lines, ME, & Glass, AM (1977). Princípy a aplikácie feroelektriky a príbuzných materiálov. Oxford University Press.
- Xu, YH (2011). Feroelektrické materiály a ich aplikácie. Wiley - VCH.