Skip to main content
TM16
SEC 175 COVER
satpraxis 2022
now 33 2022
5 Ιανουαρίου 2021 12:44

Τεντωμένα διαμάντια για ηλεκτρονικά νέας γενιάς

404ec423f7400f48b85f6e6c1d1e65cf XL ba47df8d

To διαμάντι είναι το σκληρότερο υλικό στη φύση, ωστόσο, αντίθετα με ό,τι θα περίμενε κανείς, έχει δυνατότητες και ως προς ηλεκτρονικό υλικό: Ομάδα ερευνητών της οποίας ηγήθηκε το City University of Hong Kong (CityU) έδειξε για πρώτη φορά τη δυνατότητα μεγάλου και ομοιόμορφου τεντώματος κατασκευασμένων μέσω microfabrication…

To διαμάντι είναι το σκληρότερο υλικό στη φύση, ωστόσο, αντίθετα με ό,τι θα περίμενε κανείς, έχει δυνατότητες και ως προς ηλεκτρονικό υλικό: Ομάδα ερευνητών της οποίας ηγήθηκε το City University of Hong Kong (CityU) έδειξε για πρώτη φορά τη δυνατότητα μεγάλου και ομοιόμορφου τεντώματος κατασκευασμένων μέσω microfabrication συστοιχιών διαμαντιών μέσω νανομηχανικής προσέγγισης. Τα ευρήματα αυτά δείχνουν τις δυνατότητες των τεντωμένων διαμαντιών για προηγμένες συσκευές σε μικροηλεκτρονικά, τεχνολογίες κβαντικής πληροφορίας, φωτονικά, κ.α.

Της έρευνας ηγήθηκε ο Dr. Λου Γιανγκ, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών στο CityU και ερευνητές από το ΜΙΤ και το HIT (Harbin Institute of Technology). Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν στο Science, σε επιστημονικό άρθρο με τίτλο «Achieving large uniform tensile elasticity in microfabricated diamond».

«Είναι η πρώτη φορά που φαίνεται η εξαιρετικά μεγάλη, ομοιόμορφη ελαστικότητα του διαμαντιού μέσω πειραμάτων εφελκυσμού. Τα πειράματά μας δείχνουν την πιθανότητα ανάπτυξης ηλεκτρονικών συσκευών μέσω “deep elastic engineering” μικροκατασκευασμένων (microfabricated) δομών διαμαντιών» είπε ο Λου.

Τα διαμάντια είναι γνωστά για τη σκληρότητά τους και συνήθως στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται για κοπή, τρυπανισμό κ.α. Ωστόσο θεωρούνται επίσης και ηλεκτρονικό και φωτονικό υλικό υψηλών επιδόσεων, λόγω της πολύ υψηλής θερμικής αγωγιμότητάς τους, της δυνατότητας διέλευσης ηλεκτρικού φορτίου και του μεγάλου «bandgap» τους: Το «bandgap» είναι σημαντική ιδιότητα στους ημιαγωγούς, και το ευρύ bandgap επιτρέπει τη λειτουργία συσκευών υψηλής ισχύος και υψηλών συχνοτήτων. «Για αυτό και το διαμάντι μπορεί να θεωρηθεί ως “Όρος Έβερεστ” των ηλεκτρονικών υλικών, καθώς διαθέτει όλες αυτές τις εξαιρετικές ιδιότητες» είπε ο Λου.

Ωστόσο το μεγάλο bandgap και η σφιχτή κρυσταλλική δομή του διαμαντιού καθιστούν δύσκολη τη διαχείριση/ ρύθμιση των ηλεκτρονικών ιδιοτήτων των ημιαγωγών κατά την παραγωγή, κάτι που δυσχεραίνει τη βιομηχανική χρήση του διαμαντιού σε ηλεκτρονικές και οπτοηλεκτρονικές συσκευές. Μία πιθανή εναλλακτική είναι μέσω «strain engineering», δηλαδή μέσω της εφαρμογής πίεσης σε πολύ μεγάλο πλέγμα, για να αλλάζει η ηλεκτρονική δομή ζωνών και οι σχετιζόμενες ιδιότητες. Ωστόσο κάτι τέτοιο ως τώρα πιστευόταν πως ήταν πρακτικά αδύνατον για το διαμάντι λόγω της πολύ μεγάλης σκληρότητάς του.

fig 2tensile straining of diamond bridges

Photo credit: Dang Chaoqun / City University of Hong Kon

Το 2018 ο Λου και συνεργάτες του ανακάλυψαν πως διαμάντια νανοκλίμακας μπορούσαν να καμφθούν με απρόσμενα μεγάλη τοπική ένταση. Η ανακάλυψη αυτή υποδεικνύει ότι η αλλαγή των φυσικών ιδιοτήτων στο διαμάντι μέσω ελαστικού strain engineering θα μπορούσε να είναι δυνατή. Με βάση αυτό, η τελευταία μελέτη έδειξε πώς αυτό το φαινόμενο μπορεί να αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη λειτουργικών συσκευών με διαμάντια.

Οι έρευνες και τα πειράματα συνεχίστηκαν για να διαπιστωθεί η επίδραση της ελαστικής έντασης/ τεντώματος από 0 στο 12% στις ηλεκτρονικές ιδιότητες του διαμαντιού. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων έδειξαν πως το bandgap των διαμαντιών γενικά μειωνόταν καθώς η ελαστική ένταση αυξανόταν, με τον μεγαλύτερο βαθμό μείωσης bandgap να παρατηρείται από 5 eV στα 3 eV σε ένταση περίπου 9%, σε έναν συγκεκριμένο κρυσταλλικό προσανατολισμό. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν αυτό το φαινόμενο με περαιτέρω αναλύσεις. Επίσης, οι υπολογισμοί έδειξαν ότι το bandgap μπορούσε να αλλάζει από έμμεσο σε άμεσο με εντάσεις άνω του 9%, σε άλλον κρυσταλλικό προσανατολισμό. Το άμεσο bandgap στους ημιαγωγούς σημαίνει ότι ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να εκπέμπει απευθείας ένα φωτόνιο, επιτρέποντας πολλές οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές με υψηλότερη αποδοτικότητα.

Τα ευρήματα αυτά αποτελούν ένα αρχικό βήμα στον κλάδο αυτό. «Πιστεύω ότι μια νέα εποχή για τα διαμάντια βρίσκεται μπροστά μας» είπε ο Λου.

Πηγή:  naftemporiki.gr

(Κώστας Παπαζαχαρίου, αναδημοσίευση 5/1/2021)

Η ΑΓΟΡΑ ΣΗΜΕΡΑ

Τα νέα της Mistral: Ενισχυτής κεραίας VeSat VS_RX2001
Όπως είχε γραφτεί στο προηγούμενο τεύχος, κάποια από τα προϊόντα VeSat που αφορούν ενισχυτές κεραίας και ενισχυτές κεντρικής κεραίας, από τώρα και στο εξής θα παράγονται στις εγκαταστάσεις της Mistr…
TELEVES Coaxial CXT-18C
Η EDISION ανακοινώνει νέες παραλαβές καλωδίων TELEVES Coaxial CXT-18C Cu Dca LSFH White, σε κουλούρες των 100 και 250 μέτρων με διάταξη ξετυλίγματος. Πρόκειται για ομοαξονικά καλώδια LSFH, 75Ω, προδ…
TP-Link Agile Series Switches
Ξεκλειδώστε επιδόσεις 2.5G χωρίς το κόστος των μεγάλων επιχειρήσεων. Παραμένει το δίκτυό σας κολλημένο σε ταχύτητες Gigabit, την ώρα που οι συσκευές σας έχουν ήδη μεταβεί σε 2.5G και Wi-Fi 7; Η αναβ…
HUAYU L1850
Η εταιρεία KAL Electronics ανακοινώνει την παραλαβή του νέου πολυτηλεχειριστηρίου HUAYU L1850. Πρόκειται για ένα universal τηλεχειριστήριο που έρχεται προρρυθμισμένο για να λειτουργεί όχι μόνο με μί…
97790 kit εργαλείων δικτύου 4in1 για καλώδια RJ45 / RJ11 / RJ12 στο Β2Β της EDISION
Το 97790 kit εργαλείων δικτύου 4in1 για καλώδια RJ45 / RJ11 / RJ12 είναι ένα σετ με εργαλεία για καλώδια RJ11, RJ12 και RJ45. Το kit αυτό της EDISION περιλαμβάνει επίσης εργαλείο εγκατάστασης IDC με…
Kathrein KAZ 10
Το Kathrein KAZ 10 είναι ένα συμπαγές προστατευτικό υπερτάσεων, το οποίο έχει σχεδιαστεί για εγκαταστάσεις κεραιών. Παρέχει προστασία από υπερτάσεις 5 κατευθύνσεων (4x DVB-S/S2 & 1x DVB-T/T2/C)…
Kathrein BZD 32
Η Kathrein BZD 32 είναι μια υψηλής ποιότητας ενεργή εσωτερική κεραία ψηφιακής τηλεόρασης και ραδιοφώνου, ιδανική για λήψη DVB-T, DVB-T2 και DAB+ σημάτων σε εσωτερικούς χώρους. Με ενσωματωμένο ενισχυ…
Tesla XT850
Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει νέα παραλαβή του Tesla MediaBox XT850. Πρόκειται για ένα Android TV Box με ενσωματωμένο δέκτη DVB-T2 HEVC (H.265). Διαθέτει επίσημη πιστοποίηση Google και Netflix, γε…
PROMAX PROLITE-44 & PROLITE-45
Το OTDR είναι το απαραίτητο εργαλείο στην εργαλειοθήκη κάθε ομάδας εγκατάστασης και συντήρησης δικτύων οπτικών ινών, καθώς προσφέρει: Μέτρηση μερικής ή ολικής εξασθένησης σε όλο το μήκος μιας οπτ…
LINKVIL W610H & W710H
Το ασύρματο σύστημα πολλαπλών κυψελών LINKVIL της FANVIL προσφέρει απρόσκοπτη επεκτασιμότητα και επικοινωνία υψηλής απόδοσης. Εξασφαλίζει εξαιρετική χωρητικότητα κλήσεων και κάλυψη μεγάλης εμβέλειας…
Ruijie-Reyee RG-RAP62
Σε ένα επαγγελματικό δίκτυο, το ζητούμενο δεν είναι απλώς να «υπάρχει Wi-Fi». Είναι να υπάρχει κάλυψη που δουλεύει σωστά, χωρίς αποσυνδέσεις και χωρίς επιστροφές στον χώρο μετά την εγκατάσταση. Το R…
TELEVES Keystone Jacks
Διαθέσιμη στο Β2Β της EDISION μεγάλη γκάμα Keystone Jack RJ45 της TELEVES. Πρόκειται για θηλυκά βύσματα 180° που είναι συμβατά με την τεχνολογία PoE / PoE+ / PoE++ (Power over Ethernet), επιτρέποντα…

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

ΨΗΦΙΑΚΗ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ, Ιούνιος 2026
Το νέο τεύχος Ιουνίου 2026 του περιοδικού «Ψηφιακή Τηλεόραση» κυκλοφορεί πάντα μαζί με το περιοδικό «Security Report», που ηγείται στην αγορά των ηλεκτρονικών συστημάτων ασφαλείας. Θέματα τεύχους…
Ψηφιακή μετάβαση σε DVB-T2 και στην Κύπρο!
Σε εξέλιξη βρίσκεται η μετάβαση της Κύπρου στο νέο πρότυπο επίγειας ψηφιακής μετάδοσης, το DVB-T2. Από την 1η Ιουλίου, το DVB-T θα πάψει οριστικά να λειτουργεί και όλοι οι πολίτες της Μεγαλονήσου απ…
EUR’OHM ΟΧΧΟ από την aliberti
Μια εξαιρετική σειρά πριζών της γαλλικής εταιρείας EUR’OHM κυκλοφόρησε πρόσφατα στην ελληνική αγορά από την aliberti ΑΒΕΕ. Σχεδιασμένες μεπολλή καλή ποιότητα κατασκευής και υψηλή αισθητική για να τα…
Kathrein UFO 120/8
Η οικογένεια UFOprolite είναι η οικονομικά αποδοτική σειρά Compact Headend της Kathrein για την επόμενη γενιά εφαρμογών τηλεόρασης φιλοξενίας. Το UFO 120/8 προσφέρει όλα τα πλεονεκτήματα της σειράς…
Sat & Zap, Ιούνιος 2026
Αρκετή κινητικότητα στη δημοφιλή θέση στις 13 Ανατολικά. Νέα ρωσικά στην ειδική συχνότητα του τουρκικού δορυφόρου και αρκετά παλαιστινιακά σε ειδική συχνότητα στις 26 Ανατολικά. Palestine TV…