Kaliumnatriumbismuttitanaatkristallen zouden bruikbaar moeten zijn als piëzo-elektrisch keramiek. Daarmee kan het laatste loodhoudende materiaal uit de elektronica verdwijnen, claimen onderzoekers van de universiteit van Leeds (Engeland).

Piëzo-elektrische kristallen genereren een potentiaalverschil wanneer er druk op wordt uitgeoefend, en omgekeerd. Tot nu toe wordt hiervoor vooral lood-zirkoontitanaat gebruikt. De EU-regels, die de toepassing van lood in elektronica verbieden, maken voor dit materiaal een uitzondering omdat er geen bruikbare alternatieven voorhanden zijn.

Met een hoge-intensiteitsröntgenbundel van het Diamond Light Source-synchrotron in Harwell, ten zuiden van Oxford, hebben de onderzoekers uit Leeds nu kunnen aantonen dat de kristalstructuur van kaliumnatriumbismuttitanaat (KNBT: xK1/2Bi1/2TiO3-(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3, waarbij x = 0,2) zich laat beïnvloeden door een elektrisch veld. Bij een veldsterkte van meer dan 2 kV per millimeter gaat de structuur van puur rhomboëdrisch naar een mix van rhomboëdrisch en tetragonaal, zo schrijven ze in Applied Physics Letters.

Bij x = 0,1 blijft de structuur altijd rhomboëdrisch, bij x = 0,3 is hij altijd tetragonaal.

Of dit echt een vervanger voor loodzirkoontitanaat gaat opleveren of dat het effect alleen academisch interessant is, zal de tijd moeten leren. Maar het werkt alvast bij kamertemperatuur, dat scheelt.

bron: University of Leeds

Onderwerpen