Микроскопы с ниобатом лития позволят изучать образцы при температурах до 450ºС

Российские учёные из НИТУ «МИСиС» работают над проектом, который может в корне изменить микроскопию. Они предложили использовать в микроскопах монокристаллы ниобата лития, способные вдобавок работать при экстремально высоких температурах — до 450ºС. 

Самый точный современный микроскоп — сканирующий зондовый: с его помощью можно не только рассматривать крохотные объекты, но и передвигать их. Работает СЗМ с участием сверхтонкой иглы кантилевера и привода-актуатора. Практически все приводы-актуаторы сейчас делаются на основе пьезоэлектрики — с пьезокристаллом, который деформируется настолько, насколько это нужно исследователю. Исследователь изменяет напряжение, и кантилевер сдвигается туда, куда нужно. 

Актуаторы до сих пор делаются из цирконат-титана свинца, однако у него есть недостатки. Например, при высоких температурах изменяется его реакция на электроимпульс, и исследователь уже не может рассчитывать на высокую точность. 

Юлия Терехова, учёная из НИТУ «МИСиС», предложила в качестве альтернативы бидоменные монокристаллы ниобата лития, собственное изобретение учреждения. Само по себе изобретение не ново, но раньше ниобат лития не использовался из-за довольно низкой реакции на электрические импульсы. Команде Юлии удалось обойти эту проблему — они обжигали монокристаллы неоднородно, за счёт чего в них появились две совершенно разные области, по-разному реагирующие на пьезоразряды.

Эксперименты показали, что на микроскопах с ниобато-литиевыми актуаторами, обработанными таким образом, изображения получаются даже чётче, чем на обычных. К тому же, ниобат лития устойчив к высоким температурам, и управлять им проще, чем керамикой из цирконата-титаната свинца, который теряет пьезоэлектрические свойства при 200ºС.