Разработан сверхпрочный сплав для электроники нового поколения

Развитие технологий, от автомобилей и реактивных самолетов до нефтяных вышек и гаджетов, зависит от микроскопических сенсоров, которые чаще всего делаются из кремния, возможности которого ограничены. «Несколько лет мы пытаемся создать микроэлектромеханические системы (МЭМС) из более сложных материалов, более устойчивые к повреждениям и лучше проводящие тепло и электричество», — говорит Кевин Хемкер, руководитель научной группы.

Большинство МЭМС делается из кремния, а размер их внутренней структуры меньше, чем толщина человеческого волоса. Эти устройства хорошо работают при умеренных температурах, но даже повышение на несколько градусов заставляет их терять мощность и способность проводить сигналы. Кроме того, кремний очень хрупок и легко ломается.

В попытках найти новые, более подходящие материалы для МЭМС ученые обратились к сплавам, содержащим никель. Сверхпрочные сплавы никеля используются, например, для создания реактивных двигателей. А ради формоустойчивости исследователи добавили молибден и вольфрам, чтобы снизить степень расширения чистого никеля под воздействием жара.

Под воздействием ионов сплав был распылен на атомы и нанесен на подложку. Толщина получившейся пленки составила 29 микрон — меньше человеческого волоса. При этом ее способность сохранять форму при деформации — предел прочности на разрыв — в 3 раза выше, чем у высокопрочной стали, она выдерживает высокие температуры и легко принимает нужную форму.

Ученые запатентовали новый сплав и приступают к экспериментам по созданию из него элементов МЭМС.

Ученые МТИ и Института Макса Планка опровергли привычную установку о том, что прочность сплава достигается за счет вязкости. Созданный ими сплав железа, магния, кобальта и хрома превосходит даже самые высококачественные высокоэнтропийные сплавы.