Версия для слабовидящих

МНЕНИЯ

Интересное о главном

Научный коллектив вуза разрабатывает основу для композитов электроники нового поколения

2.02.2021 338

В СГТУ имени Гагарина Ю.А. выполняют проект «High-k полимерные композиты на основе гибридных наноструктур (титанаты калия со структурой голландита, декорированные оксиграфеном) для изделий/компонентов электроники нового поколения» под руководством доцента кафедры «Химия и химическая технология материалов» Физико-технического института Николая Горшкова, финансируемый Российским научным фондом.

Научный коллектив проекта включает 7 исполнителей, из которых 2 профессора Игорь Бурмистров и Андрей Яковлев являются специалистами в области полимерматричных композитов с керамическими и углеродными наполнителями, молодой кандидат наук Мария Викулова и четыре перспективных аспиранта Денис Артюхов, Алексей Байняшев, Николай Киселев, Алексей Цыганов.

Проект политеховцев направлен на разработку новых композитных high-k материалов для микро- и наноэлектроники, что позволит в дальнейшем создавать гибкие устройства с благоприятными механическими свойствами. Это станет возможным за счет использования полимерной матрицы, в которую для достижения оптимальных параметров вводятся керамические и проводящие добавки.

В качестве компонента с высокой диэлектрической проницаемостью применяются керамические материалы на основе титанатов калия, модифицированных переходными металлами, со структурой голландита, которые являются объектом большинства научных исследований сотрудников кафедры на протяжении последних 10 лет. В качестве проводящего наполнителя использован ряд наноструктурных форм углерода: углеродные нанотрубки, графены и другие.

«В основу идеи проекта заложен синергетический эффект введения керамических диэлектриков и проводящих материалов в полимерные матрицы. Для увеличения диэлектрической проницаемости полимеров традиционно используются добавки двух типов: один – порошки керамических диэлектриков, второй – проводящие частицы. Итогом нашего проекта станут полимерные трехфазные композиты, содержащие обе вышеупомянутые добавки. Наш керамический диэлектрик будет декорирован проводящими частицами углеродного материала одним из известных способов (гидротермальный, обработка в дисперсиях, отжиг в регулируемой атмосфере газов). Ожидаемый синергетический эффект позволит достичь цели проекта», – рассказал Николай Горшков.

В исследовательской работе проекта изучается влияние полимерной матрицы, химического и фазового состава керамики, а также типа углеродного материала, их концентрации и температуры окружающей среды на диэлектрические свойства в частотном диапазоне от 11 ГГц до 300 Гц, также определяется порог перколяции и электрическая прочность трехкомпонентных композитов.

Разработка теоретических и экспериментальных основ дизайна и синтеза трехфазных композитов, а также пленок и многослойных покрытий на их основе, являющихся альтернативой LTCC керамики и обладающих заданными значениями диэлектрической проницаемости и электропроводности в различных частотных диапазонах и низкими диэлектрическими потерями, позволит создать основу для производства приборов и устройств, отвечающих запросам современной электроники, в том числе, работающих в СВЧ и мегагерцовом диапазоне.

«Наш подход является новым и бурно развивается в современной научной среде. Наши материалы, которые мы разрабатываем и планируем в дальнейшем исследовать, будут нацелены на использование в электронных устройствах, где требуется высокая диэлектрическая проницаемость в различных частотных диапазонах. За счет этого расширяется их область применения, в том числе для устройств передачи информации для 5G сетей связи», – поделился Николай Горшков.

На данный момент результаты исследований апробированы на конференциях и опубликованы в журналах, входящих в базы данных Scopus и Web of Science.


Новости СГТУ











все новости...