Материјалите познати како релаксорни фероелектрици со децении се користат во ултразвучна медицинска дијагностика, микрофони, сонари, сензори и актуатори. Иако нивните електрични својства се добро искористени во практиката, точната атомска организација што ги овозможува тие перформанси долго време остануваше тешко достапна за директно мерење.
Истражувачи од MIT и соработнички институции сега првпат ја мапирале тридимензионалната атомска структура на ваков материјал со исклучително висока прецизност. Резултатите, објавени во списанието Science, покажуваат како хемискиот неред и распоредот на електричните полнежи се поврзани на наноскала.
Тимот користел напредна техника наречена мултислојна електронска птихографија. При овој метод, многу тесен сноп електрони се движи низ примерокот, а од добиените дифракциски обрасци компјутерски се реконструира внатрешната структура на материјалот. Преклопувањето на податоците од различни позиции овозможува да се добие тридимензионална слика, наместо само рамна проекција.
Научниците испитувале легура на олово-магнезиум-ниобат и олово-титанат, материјал што се користи во напредни сензорски и одбранбени системи. Анализата открила слоевита хиерархија на хемиски и поларни структури, од поединечни атоми до поголеми области. Особено важно е што поларизираните региони се покажале помали и поорганизирани отколку што претходно предвидувале некои модели.
Ова откритие е значајно затоа што фероелектричните својства зависат од начинот на кој позитивно и негативно наелектризираните атоми се поместуваат и се усогласуваат во материјалот. Ако моделите не ја опишуваат точно таа внатрешна слика, тешко е сигурно да се предвиди како материјалот ќе се однесува во реален уред.
Со новите податоци, истражувачите можеле да ги подобрат симулациите и подобро да ги поврзат со експериментите. Тоа отвора пат кон поразумно дизајнирање материјали за мемориски уреди, системи за складирање енергија, прецизни сензори и идни компјутерски технологии.
Работата покажува и дека современата електронска микроскопија веќе може да одговори на прашања што долго време биле надвор од директен експериментален досег. За науката за материјали, тоа значи помалку претпоставки и посигурен пат од атомската структура до практичната технологија.
