Un team scientifico internazionale, che includeva scienziati cinesi, Israele, Inghilterra e Russia, ha sviluppato un nuovo metodo per misurare la risposta dei cristalli sul campo elettrico. Lo studio, eseguita presso l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), sono stati pubblicati in Rivista di cristallografia applicata ed è apparso sulla copertina del numero di ottobre. Questo metodo aiuterà a implementare nuovi e migliorare i materiali funzionali esistenti.

"Lo studio è dedicato ai materiali cristallini (ferroelettrici), che vengono utilizzati in una varietà di dispositivi, dai sonar per sottomarini agli elementi di dispositivi diagnostici ad ultrasuoni, " ha affermato il ricercatore Dmitry Chernyshov della Swiss-Norwegian Beam Lines dell'ESRF e del dipartimento di elettronica fisica di SPbPU. Ha sottolineato che il miglioramento delle proprietà di tali materiali è un compito scientifico estremamente importante.

Lo scienziato ha affermato che dettagliate mappe di dispersione tridimensionale sono state raccolte durante gli esperimenti di sincrotrone presso l'ESRF. Queste mappe contengono informazioni dettagliate sulla struttura del cristallo e sulla sua risposta al campo elettrico. Prossimo, è stato inventato un metodo matematico per estrarre le informazioni rilevanti da tali mappe. I cristalli in studio sono stati posti in una cella speciale per l'applicazione del campo elettrico. La cella è stata sviluppata dall'alunno dell'Università Politecnica di San Pietroburgo Tikhon Vergentiev come parte del suo dottorato di ricerca. progetto durante il suo tirocinio presso l'ESRF.

La struttura dei cristalli può essere descritta in diverse scale spaziali. È possibile descrivere la struttura a livello atomico o a livello di grandi blocchi della struttura atomica (domini, confini tra domini, difetti strutturali). Quando le condizioni esterne cambiano (temperatura, pressione, eccetera.), tutti i componenti della struttura reagiscono in modo diverso. Il team di ricerca ha studiato la risposta del materiale a un campo elettrico nelle sue strutture atomiche e di dominio.

"Nel quadro di un esperimento, siamo stati in grado di vedere come i diversi livelli della gerarchia strutturale reagiscono alle influenze esterne. Se misuriamo e descriviamo la risposta dei singoli componenti di un sistema complesso, così come la loro interazione, sarà possibile controllare razionalmente la struttura e le proprietà di tali materiali, ", ha detto Dmitry Chernyshov.

Gli autori dello studio si aspettano che i risultati ottenuti saranno richiesti da un'ampia gamma di specialisti. Aiuterà i chimici a mettere a punto la composizione chimica e la struttura cristallina, e gli scienziati dei materiali utilizzeranno nuovi strumenti per manipolare i grandi blocchi della struttura, domini (ingegneria dei domini). Secondo gli scienziati, ciò porterà al miglioramento delle proprietà dei materiali utilizzati nei dispositivi diagnostici ad ultrasuoni.