Keramični materiali na osnovi alkalijskih niobatov predstavljajo trenutno najbolj obetavno okolju prijazno skupino piezolektrikov, ki ne vsebujejo svinca. Mehanizem sinteze KNN je bil popolnoma neraziskan. Odločili smo se za študij modelnih sistemov Na2CO3/Nb2O5, K2CO3/Nb2O5 in Na2CO3 +K2CO3/Nb2O5 z difuzijskimi členi. Identificirali smo faze, ki pri tem nastanejo, določili difuzijske konstante in ugotovili, da hitrost difuzije kontrolirajo počasnejši K+ ioni (1). K razumevanju sinteze je bistveno pripomogla tudi natančna mikrostrukturna analiza keramike KNN (2).
COBISS.SI-ID: 21602343
Z namenom doseči maksimalne karakteristike materialov so se tudi na področju piezoelektrikov intenzivirale raziskave priprave monokristalov. Z novo metodo rasti monokristalov, ki temelji na pretirani rasti zrn v keramičnih matricah (Solid State Crystal Growth - SSCG) smo edini do sedaj pripravili monokristale piezoeleketrikov, ki ne vsebujejo svinca (KNN in KNN, ki je dopiran z LiTaO3). Rezultati so zbrani v treh publikacijah, navajamo le zadnjo, kjer sta tudi preostali dve citirani.
COBISS.SI-ID: 21571111
Na osnovi strukturnih razlogov za relaksorsko obnašanje keramičnih materialov smo predpostavili, da bi z dvojno zamenjavo kationov s kompenzirajočo valenco v feroelektriku K0.5Na0.5NbO3 (KNN) dosegli lokalno fluktuacijo naboja, kar bi privedlo do pojava relaksorskih lastnosti. Model deluje idealno. Zamenjava alkalij s stroncijem in niobija z ekvivalentno količina titana v koncentracijskem območju 10-33 at% privede do materialov s čistim relaksorskim obnašanjem, ki jih je z ustrezno sintezo mogoče pripraviti v transparentni obliki (prvi primer transparentne EO keramike brez svinca).
COBISS.SI-ID: 18252071
Kot prvi smo pokazali, da je eden od ključnih faktorjev, ki vpliva na funkcijske lastnosti tankih plasti kemijska homogenost, izvirajoč iz različne kemijske reaktivnosti izhodnih spojin. Kemijsko homogenost, predvsem porazdelitev cirkonija, v različnih stopnjah priprave plasti smo zasledovali z rentgensko absorpcijsko spektroskopijo (EXAFS). S selektivno modifikacijo cirkonijevega alkoksida nam je uspelo zmanjšati njegovo reaktivnost, preprečiti kopičenje cirkonija v solu, povečati kemijsko homogenost in pripraviti plasti PZT z odličnimi lastnostmi pri nižji temperaturi kristalizacije.
COBISS.SI-ID: 1946212
Visokoenergijsko mletje ali mehanokemijska sinteza predstavlja eno izmed obetavnih poti sinteze keramičnih prahov tudi nanometrske velikosti. V literaturi obstaja izredno malo podatkov o mehanizmih teh reakcij. Za sintezo NaNbO3 je potrebna kumulativna kinetična energija, ki je neodvisna od energije in frekvence trkov. Prvič smo pokazali, da je matematični model, in s tem mlevni diagrami, ki so jih prvotno razvili za kovinske sisteme, možno uporabiti pri mehanokemijski sintezi oksidov.
COBISS.SI-ID: 20282919