Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuartige piezoelektrische Strukturen für eine fortschrittliche Elektronik

27.03.2006


Im Rahmen des PIRAMID-Projekts wurden neue piezolelektrische (PZT) Strukturen mit außergewöhnlichen Eigenschaften entwickelt, die eine neue Gerätegeneration hervorbringen werden.



Konventionelle PZT-Materialien erwiesen sich als möglicherweise unzureichend in Bezug auf die Anforderungen moderner Aktorenanwendungen. Solche Geräte stellen an piezoelektrische und elektromechanische Kopplungskoeffizienten sowie an die dielektrische Permittivität hohe Anforderungen.



Um diesen Bedarf zu decken, wurde im Rahmen des PIRAMID-Projekts eine Vielzahl fester relaxor-ferroelektrischer Lösungen ausgiebig untersucht. Dabei konzentrierte man sich auf die Verbesserung ihrer Eigenschaften. Durch die Übernahme der neuartigen Pulververarbeitungsverfahren nutzen die Forscher neue Vorbereitungsmethoden für strukturierte Keramikmaterialien.

Zu einem der wichtigsten Projektergebnisse zählen innovative piezoelektrische Strukturen, d.h. das relaxor-basierte System Pb[(Ni_1/3 Nb_2/3)_x Zr_y Ti_1-x-y ]O_3, im Allgemeinen PNNZT genannt. Diese Neuheit zeichnet sich durch eine äußerst hohe Permittivität und Kopplung aus, wobei mittels Dotierung dielektrische und mechanische Verluste vermindert wurden.

Das PNNZT ist für Anwendungen ideal, die eine einzigartige Kombination der herkömmlichen weichen und harten PZT-Eigenschaften erfordern. Dabei eignet sich seine hohe Permittivität zur elektrischen Impedanzanpassung und seine hohe Empfindlichkeit für eine gute Effizienz bzw. ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis.

Außerdem machen die gezeigten geringen dielektrischen und mechanischen Verluste dieses Material eventuell zu einem perfekten Kandidaten für hochleistungsfähige Betriebsanwendungen. Zu den Hauptanwendungsbereichen der PNNZT-Materialien gehören auf Hochintensität gerichteter Ultraschall, Unterwasserakustik und medizinische Diagnostik. Das neue Material wird bereits unter der Artikelnummer Pz54 vermarktet.

Im Rahmen des PIRAMID-Projekts wurden auch die Möglichkeiten für die Entwicklung von Materialien mit geringem Bleigehalt bzw. bleifreien Materialien geprüft. Erreicht wird dies, indem Blei durch das weniger giftige Bismut ersetzt wird. So können umweltfreundlichere Strukturen als die konventionellen PZTs erzeugt werden. Somit ist das neue System der allgemeinen Form von BiMe-PT eine feste Lösung aus BiMeO3 und PbTiO3.

Die BiMe-PT-Strukturen wurden so entwickelt, dass die Grundstoffkosten minimal gehalten werden können, um kostengünstige Strukturen zu erzeugen. Diese weisen äußerst interessante Eigenschaften auf wie hohe piezoelektrische Koeffizienten, freie relative Permittivität und Dicke-Kopplungsfaktor.

Eine der BiMe-PT-Strukturen ist durch einen sehr hohen Curie-Punkt gekennzeichnet, der durch die Betriebstemperatur begrenzt wird, die einen einschränkenden Faktor für weitere Untersuchungen darstellt. Es wird jedoch erwartet, dass die zukünftige Arbeit mit Dotiermitteln dieses Hindernis aus dem Weg räumt und so ein neues Material hervorbringt, das die Lücke zwischen PZT und den Aurivillius-Verbindung (zweischichtige Oxide) schließt.

Dr. Erling Ringgaard | ctm
Weitere Informationen:
http://www.ferroperm-piezo.com

Weitere Berichte zu: BiMe-PT-Struktur PIRAMID-Projekt PZT Permittivität

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht WHZ-Wissenschaftler entwickeln Wärmespeicher für Pflanzenwurzeln
11.08.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie