Ученые Университета МИСИС и НИЦ «Курчатовский институт» усовершенствовали технологию получения сверхтонких проводов для производства энергонезависимых микросхем, медицинских датчиков, сенсорных устройств. Подход позволяет регулировать состав сплава без подбора электролитов – это обеспечивает более предсказуемые, воспроизводимые результаты и в перспективе сократит расход дорогостоящих компонентов.
Современная электроника требует материалов с настраиваемыми свойствами, сохраняющих намагниченность и быстро реагирующих на изменения внешнего поля. Ученые предложили сплав железа, кобальта или никеля с медью для управления характеристиками. Исследования в НИТУ МИСИС под руководством профессора Паниной направлены на создание функциональных магнитных микро- и нанопроводов для сенсорики, смарт-материалов и биомедицины. Это решение позволит управлять магнитными свойствами сверхтонких проводов, что важно для разработки датчиков, сенсоров и других устройств.
«Медь влияет на магнитные свойства, фазовый состав и кристаллическую структуру сплава. При ее добавлении образуются дополнительные фазы, например, FeCu и NiCu, что меняет распределение магнитных элементов в материале. Это, в свою очередь, влияет на магнитную анизотропию и углы наклона магнитных моментов, что отражается на коэрцитивной силе и стабильности», – поделилась лаборант-исследователь лаборатории «Интеллектуальные сенсорные системы» НИТУ МИСИС Динара Хайретдинова.
Ученые осадили атомы металлов через микроскопические отверстия полимерной матрицы, формируя нити толщиной в тысячу раз меньше волоса. Изменяя напряжение, можно регулировать состав сплавов, включая долю меди и соотношение железа с кобальтом и никелем. Медь повышает устойчивость сплавов к размагничиванию. Например, провода из железа, кобальта и 6% меди сохраняют намагниченность при 370 эрстед, что выше традиционных сплавов. Провода из железа, никеля и 9% меди выдерживают 275 эрстед. Результаты опубликованы в Crystallography Reports.
Профессор кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС доктор физико-математических наук Лариса Панина сообщила, что в кобальтовых сплавах при низком напряжении железо осаждается быстрее, а при повышении напряжения соотношение выравнивается. В сплавах с никелем доля железа увеличивается при высоком напряжении. Изменение напряжения регулирует количество меди и соотношение железа с магнитным металлом, что влияет на магнитные характеристики материала и позволяет придавать проводам нужные свойства на этапе осаждения.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда.
Источник: naked-science.ru
распечатать статью
