Identifikācijas numurs: lzp-2023/1-0571
Tips: Izglītības un zinātnes ministrijas Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts
Projekta ilgums: 01.01.2024.-31.12.2026.
Projekta vadītājs: Reinis Ignatāns, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts
Projektu īsteno: Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI)
Zinātnes nozare: Inženierzinātnes
Finansējums: 299 871 EUR
Projekta kopsavilkums:
Pjezoelektriskie materiāli tiek lietoti, sākot no ultrasonogrāfijas medicīnā un beidzot ar tik parastu pielietojumu kā dzirksteles ģeneratoru cigarešu šķiltavām. Lielākā daļa no labākajiem pjezoelektriskajiem materiāliem ir uz svina bāzes (piemēram, slavenā Pb(Zr, Ti)O3 jeb PZT sistēma). Tomēr, kopš ~ 2000. gadiem Eiropas Savienībā ir pieņemta tā sauktā RoHs direktīva, kas ierobežo kaitīgu elementu izmantošanu precēs (tā kā labākie pjezoelektriķi satur svinu, uz tiem attiecas šī direktīva). Bet PZT un tā atvasinājumi ir vienmēr tikuši atbrīvoti no RoHs direktīvas ietekmes, jo bezsvina materiāli ar tik augstas klases īpašībām nav vēl izveidoti. 2022. gadā tika atrasts jauns veids, kā materiāliem iegūt pjezoelektriskās īpašības, inducējot to ar statisku elektrisko lauku. Kā par pārsteigumu, šis efekts ir par kārtu vai divām lielāks nekā parastajos pjezoelektriskajos materiālos (PZT), bet efekts ir izteikti liels tikai pie zemām vadošā lauka frekvencēm. Šobrīd inducēta pjezoelektriskā efekta izcelsmi piedēvē mobiliem lādētiem defektiem, kas pārvietojas ārēja elektriskā lauka iedarbībā, bet tieši pierādījumi šai hipotēzei vēl nav. Šajā pētījumā mēs izgaismosim fizikālos mehānismus, kas atbild par nesen atklāto, lielo inducēto pjezoelektrisko efektu. Lai to izdarītu, mēs izveidosim kompleksus in situ/in operando eksperimentus un pielietosim vairākas ķīmiskās sintēzes stratēģijas, kas ļaus apstiprināt vai noliegt šī brīža hipotēzes par inducētā pjezoelektriskā efekta izcelsmi.