Związek oparty na tytanianie sodowo-bizmutowym może stać się alternatywą dla materiałów bazujących na szkodliwym ołowiu a wykorzystywanych m.in. w czujnikach i magazynach energii. Ciekawe struktury perowskitowe zbadali naukowcy z Politechniki Warszawskiej.
Zespół z udziałem prof. Franciszka Kroka i dr. inż. Marcina Kryńskiego odkrył, że to przemieszczenia jonów tlenu i bizmutu, a nie tytanu (jak przypuszczano wcześniej), prowadzą do występowania właściwości ferroelektrycznych w podobnych związkach.
Klasyczne podejście do zmian strukturalnych zachodzących podczas przejścia ferroelektrycznego w układach o strukturze perowskitowej, takich jak w tytanianie baru, zakładało, że polaryzacja zachodzi w wyniku niecentrycznego przemieszczenia kationów.
Fizycy we współpracy z międzynarodowym zespołem ekspertów wykazali, że czasem sprawy mają się nieco inaczej.
- Atomy tytanu nie przyczyniają się do polaryzacji w tak dużym stopniu, jak wcześniej sądzono. Kluczową rolę odgrywają za to ruchy atomów tlenu i bizmut, w związkach w których ten kation występuje. Zrozumienie, co stoi za ferroelektrycznością tego materiału może pomóc nam zrozumieć podobne procesy zachodzące w innych materiałach o podobnych strukturach — mówi dr inż. Marcin Kryński, cytowany na stronie Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej.
Dodaje, że w badaniach wykorzystano zaawansowane techniki badania struktury i właściwości materiału, m.in. spektroskopię impedancyjną i obliczenia ab initio.
Wnioski z badań można zastosować w obserwacjach innych perowskitów ferroelektrycznych, szczególnie tych zawierających elementy samotnych par.
Artykuł na ten temat ukazał się w "ACS Publications" (DOI: 10.1021/jacs.3c13927).
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. Pexels/ CC0
