Skip to main content
5 Ιανουαρίου 2021 12:44

Τεντωμένα διαμάντια για ηλεκτρονικά νέας γενιάς

admin ajax.php?action=kernel&p=image&src=%7B%22file%22%3A%22wp content%2Fuploads%2F2022%2F04%2F404ec423f7400f48b85f6e6c1d1e65cf XL

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)

ΑΛΛΑ ΑΡΘΡΑ ΣΕ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

Η ΑΓΟΡΑ ΣΗΜΕΡΑ

Amiko MIRA X-4200
Ο Amiko MiraX HiS-4200 είναι ένας κορυφαίος Linux 4K UHD media streamer, που σας επιτρέπει να απολαμβάνετε τα αγαπημένα σας προγράμματα σε 4K UHD. Αυτός ο media streamer υποστηρίζει μεταξύ άλλων τ...
KAL KL-60
Η εταιρεία KAL Electronics ανακοινώνει την παραλαβή του νέου τηλεχειριστηρίου KL-60. Πρόκειται για ένα προγραμματιζόμενο τηλεχειριστήριο 4:1, το οποίο προγραμματίζεται μέσω μονάδας υπέρυθρων από τ...
Promax ATLaS NG
Η Promax έχει δημιουργήσει μία σειρά εκπαιδευτικών video για τον κορυφαίο αναλυτή φάσματος ATLaS NG. Στα συγκεκριμένα video, περιγράφονται όλες οι λειτουργίες του αναλυτή, καθώς και ο τρόπος που δ...
SatLink COL5141A
Ο κωδικοποιητής COL5141A 4 σε 1 της SatLink είναι μια επαγγελματική συσκευή κωδικοποίησης και πολυπλεξίας ήχου και video με ισχυρή λειτουργικότητα. Διαθέτει διεπαφές εισόδου 4 καναλιών CVBS video ...
AVM FRITZ!DECT 350
Προσαρμόστε το FRITZ!DECT 350 σε πόρτες ή παράθυρα και αμέσως θα ανιχνεύσει αν είναι ανοικτά ή κλειστά. Αποτελώντας έναυσμα για την επακόλουθη λειτουργία προϊόντων FRITZ!DECT και συμβατών συσκευών...
KAL K-320
Η εταιρεία KAL Electronics ανακοινώνει την παραλαβή του K-320, ενός ασύρματου ανιχνευτή κίνησης υποδοχής με εμβέλεια ανίχνευσης κίνησης 3 έως 7 μέτρων και γωνία κάλυψης 100°. Είναι ιδανικός για τη...
Τα νέα της Mistral – Οδηγίες για μια καλή εγκατάσταση: Ενισχυτής κεραίας 2U30
Συνεχίζοντας την περιγραφή των προϊόντων της Mistral, θα γίνει περιγραφή των ενισχυτών κεραίας. Οι ενισχυτές κεραίας χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: 1) Οι ενισχυτές με ακροδέκτες χωρίς θωράκιση, ...
Tesla XT850
Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει την παραλαβή του νέου Tesla MediaBox XT850. Πρόκειται για ένα Android TV Box που είναι ταυτόχρονα και DVB-T2 HEVC (H.265) δέκτης, συμβατός με το νέο πρότυπο επίγεια...
SatLink ST-6502
Η εταιρεία Tronix ανακοινώνει την παραλαβή του νέου modulator ST-6502 της SatLink. Πρόκειται για έναν διαμορφωτή ενός καναλιού σε mini μέγεθος, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για οικιακή ψυχαγωγία, ξενο...
Fracarro UX-WB LTE
Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει την παραλαβή του νέου LNB της οικογένειας UX της ιταλικής Fracarro. Πρόκειται για το UX-WB LTE, ένα wideband LNB με 2 ξεχωριστές εξόδους, που η μία μεταφέρει όλα τα...
AVM Geofencing
Η τελευταία ενημέρωση του FRITZ!App Smart Home προσθέτει μια λειτουργία που ζητείται συχνά: Το geofencing. Σας επιτρέπει να εκτελείτε ενέργειες στο έξυπνο σπίτι σας όταν εισέρχεστε ή εξέρχεστε από...
Amiko A11 Link
Αναζητείτε έναν προηγμένο τρόπο για να απολαύσετε το αγαπημένο σας περιεχόμενο, είτε πρόκειται για ζωντανή τηλεόραση, είτε για ταινίες ή ραδιόφωνο; Μην ψάχνετε άλλο! Το Amiko A11 Link 4K TV Stick ...

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

Ψηφιακή Τηλεόραση, τεύχος Ιουλίου 2024
Κυκλοφορεί το νέο τεύχος Ιουλίου 2024 του περιοδικού "Ψηφιακή Τηλεόραση" μαζί με το "Security Report" Το νέο τεύχος Ιουλίου του περιοδικού «Ψηφιακή Τηλεόραση» κυκλοφορεί πάντα μαζί με το περιοδ...
Διανομή σήματος HDMI στο σπίτι
Για τη θέαση τηλεοπτικών προγραμμάτων υψηλής ανάλυσης μέσω ενός δέκτη, IPTV Box, αποκωδικοποιητή συνδρομητικής πλατφόρμας ή οποιασδήποτε άλλης εξωτερικής πηγής, απαιτείται μόνο η σύνδεσή τους στην...
CRETA ELECTRONIX 2024
Μετά την τεράστια επιτυχία των κλαδικών εκθέσεων Salonica Electronix 2023 και Athens Electronix 2024, που πραγματοποιήθηκαν για τρίτη φορά σε Θεσσαλονίκη και Αθήνα, αντίστοιχα, και έσπασαν κάθε ρε...
Fracarro D-Matrix 4S FTA
Την πιο πρόσφατη μονάδα της οικογένειας των Headend της ιταλικής Fracarro, δοκιμάσαμε για να παρουσιάσουμε στο τεύχος αυτού του μήνα. Πρόκειται για το D-Matrix 4S FTA, ένα Compact Headend που έρχε...
Amiko MIRA X-4200
Ένα νέο μοντέλο της σειράς OTT της Amiko δοκιμάσαμε για να παρουσιάσουμε στο τεύχος αυτού του μήνα. Πρόκειται για το MIRA X-4200, ένα Set-Top Box που βασίζεται σε λειτουργικό σύστημα Linux και προ...
Sat & Zap, Ιούλιος 2024
Αρκετά νέα κανάλια στις 28 ανατολικά, ενώ και πάλι το Ιράν εμφανίζεται με νέα κανάλια εξωτερικού, μη εγκεκριμένα φυσικά από το θεοκρατικό καθεστώς… Al Mayadeen HD Hot Bird 13G – 13 East 11....