据说化学家是出色的厨师。 特别是有机物。 确实，捏了一下，这个小东西，菜已经准备好了。 但是物理学家知道如何做饭，甚至知道无机化合物。
NITU MISiS半导体与电介质材料科学系的员工Yulia Terekhova创造了一个小科学奇迹：她提高了世界上最精确的仪器的性能：扫描探针显微镜。 现在，它们可用于研究以前无法达到的温度下原子级的物质表面。 到目前为止，人们只能猜测这将科学地导致什么：由于没有人看到在这些条件下表面会发生什么，因此结果仍然是不可预测的。 但是有一点是肯定的：为了找出即使最著名的物质被加热的表面所保留的秘密，世界上所有的实验室都将不得不改变扫描探针显微镜的“心脏”-压电板，这要归功于设备的扫描针的移动。
扫描探针显微镜（SPM）是科学研究设备，不仅可以检查纳米级的物体，还可以对其进行高精度操作。 这种显微镜的工作原理是基于用微型针-悬臂“探测”研究样品的表面。 您需要非常精确地移动这种针头，跨过几纳米的距离。 为此，使用特殊设备-基于压电效应运行的执行器。 在压电打火机中可以看到，按下按钮会导致石英晶体急剧变形并产生电火花。 在探针显微镜中，相反的效果起作用-施加的电压会使与针相连的晶体变形。 通过改变电压，您可以移动针并以这种方式逐行扫描表面。
现在，在大多数扫描探针显微镜中，锆酸钛酸铅（PZT）管用作压电体。 与竞争对手相比，它具有许多优势，但并不完美。 因此，例如，由于诸如机械滞后的现象，扫描过程中的悬臂可能移动到不可预测的点，并且压电体对温度变化的低电阻导致以下事实：实验结果取决于实验室的“天气”。
朱莉娅（Julia）建议使用半导体和电介质材料科学系开发的新材料代替PZT陶瓷-氮化镓单晶移动悬臂梁。
铌酸锂本身很久以来就广为人知-上个世纪60年代，苏联和美国的科学家独立地获得了第一批样品，用于激光和其他光学设备。 除出色的光学特性外，铌酸锂还具有压电特性，并且没有PZT陶瓷的固有缺点。
铌酸锂的压电特性比压电陶瓷的压电特性差一个数量级，压电陶瓷直到最近才允许在扫描探针显微镜中使用：为将悬臂针移动足够的距离，必须对铌酸施加过多的电压。 但是来自NUST“ MISiS”的一组科学家能够解决这个问题。 退火铌酸锂的薄结晶板，以便在其中形成相同体积（畴）的两个区域，当施加电场时，它们的变形不同。 这种晶体称为双畴。 正确选择板的几何形状和方向后，可以在低控制电压下获得悬臂的明显位移。
由于使用了双畴铌酸锂晶体，图像变得更加清晰。 另外，有可能在PZT陶瓷无法达到的温度下研究表面。 它在150-200°C时就已经不再是压电材料了，铌酸盐保留了高达450°C的性能，这使我们能够研究加热过程中扫描表面的变化。
根据比赛条款“ U.M.N.I.K.” 朱莉娅·特列霍娃（Julia Terekhova）在她的项目中获得了创新促进基金，她将为此工作两年。 目前，她正在为显微镜优化同类首个“核心”实验室样品。 研究的结果应该是一种能够替代扫描探针显微镜中过时位移系统的成品设备。