乌拉尔联邦大学的科学家获得了关于钛酸钙铜特性的新数据，这是一种能够在电场作用下储存大量能量的半导体。该研究是乌拉尔联邦大学科学家与俄罗斯科学院乌拉尔分院固态化学研究所的同事共同进行的。据科学家称，这项研究将为微电子开发一些新元素，并创造一个解释材料独特特性的概念。该文章发表在《固态物理与化学杂志》（Journal of Physics and Chemistry of Solids）上。
电容率是不导电的材料的特性。科学家解释说，在外部电场的影响下，电介质会发生极化，例如，通过形成耦合离子对，从而使化学物质积累能量。
钛酸钙铜（ССТО）是一种久负盛名的半导体材料，同时具有良好的导电性和巨大的电容率，比其他具有相同效应的材料大 1000-10000 倍。专家表示，尽管发现钛酸钙铜的这一特性已有20多年的历史，但尚未对这种现象做出具体解释。
乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学研究院乌拉尔分院化学技术研究所的科学家们研究了许多钛酸钙铜基氧化物，阐明了其性质，并着手创造一个解释这一现象的新概念。此外，他们能够找到一种在高压和高温下处理碳酸钙铜的方法，之后材料的电容率增加十倍。
“解释碳酸钙铜现象的两个主要模型是IBLC，它将构成材料的晶粒之间的边距尺寸和这些边界区域中的极化过程视为电容率的优先因素，以及NBLC，它认为晶粒本身的大小及其内部的极化过程很重要。尽管我们的结果支持 NBLC，但我们正在研究一个更通用的模型，该模型考虑并结合了两个前系统的优势。“ 乌拉尔联邦大学凝聚态物理和纳米系统系副教授Nina Melnikova解释说。
根据科学家的说法，他们实验中电容率十倍的增加现象是源于物质颗粒尺寸的增加。然而，已获得的全部数据并不完全适用于任何一个模型，这表明专家需要对这一现象进行新的解释。
“通过我们的技术加工的钛酸钙铜陶瓷产品在微电子领域具有巨大潜力，可作为较大温度范围的储能元件、微型电容器的介质或具有非线性电阻的半导体电阻器，”乌拉尔联邦大学凝聚态物理和纳米材料系统部门的首席工程师Abdullo Mirzorakhimov说。
正如乌拉尔联邦大学的专家所解释，在这些由微细晶粒钛酸钙铜组成的元素基础上，可以开发新的随机存储器系统和多层电容器，这些产品在现代电子产品中有着广泛的需求。粗粒陶瓷可用于保护电源线和电子设备免受电压变动的影响。
进行这项研究课题的俄罗斯科学团队表示，在俄罗斯目前所拥有的技术和生产设施的基础上，科学家们提出的电子元件生产是完全可行的。
在未来的阶段中，研究团队打算继续开展基础性工作从而解释钛酸钙铜的电导率现象，并在此基础上获得新材料。