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

  • Fracarro D-Matrix 4S EVO

    Fracarro D-Matrix 4S EVO

    Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει την παραλαβή του D-Matrix 4S EVO της ιταλικής Fracarro. Το νέο αυτό headend διαθέτει 4 ανεξάρτητες δορυφορικές εισόδους DVB-S2 και 4 modulators DVB-T / DVB-C κατ’ ε...
  • ICY BOX IB-HUB1439-LAN

    ICY BOX IB-HUB1439-LAN

    Το ICY BOX IB-HUB1439-LAN είναι μια πρακτική και εύχρηστη συσκευή, ιδανική για χρήση στο γραφείο, στο σπίτι, ακόμα κατά τη διάρκεια ενός ταξιδιού. Είναι κατασκευασμένο από υψηλής ποιότητας αλουμίν...
  • V-Tech Z23

    V-Tech Z23

    Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει νέα παραλαβή του mini modulator V-Tech Z23, ο οποίος ήταν σε έλλειψη. Πρόκειται για έναν μικρού μεγέθους ψηφιακό Full HD διαμορφωτή μονού καναλιού, ο οποίος ενσωματ...
  • Θερμαινόμενες μεμβράνες από τη ΛΥΡΑ ΑΕΒΕ

    Θερμαινόμενες μεμβράνες από τη ΛΥΡΑ ΑΕΒΕ

    Τα δορυφορικά κάτοπτρα της ΛΥΡΑ, έκτος από τα υψηλής ποιότητας τεχνικά χαρακτηριστικά που διαθέτουν (αντοχή σε ισχυρές ανεμοπιέσεις – μέχρι 190km/h) και τα κορυφαίας κατασκευής υλικά τους, έρχοντα...
  • Ekselans SWG 24 L2

    Ekselans SWG 24 L2

    Μεταξύ των πολυάριθμων προϊόντων της Ekselans, το SWG 24 L2 είναι ένα ιδιαίτερα αξιόλογο managed switch με 24x θύρες Gigabit Ethernet και 4x θύρες SFP (Small Form-factor Pluggable). Ένα managed sw...
  • D-Link DWA-182

    D-Link DWA-182

    Το DWA-182 Wireless AC1300 MU-MIMO Wi-Fi USB Adapter παρέχει υψηλότερες ασύρματες ταχύτητες από ποτέ, προσφέροντας ισχυρή τεχνολογία Wireless AC στον σταθερό ή τον φορητό υπολογιστή σας. Με ενσωμα...
  • Kathrein UFOpro & UFOprolite

    Kathrein UFOpro & UFOprolite

    Τα υψηλής ποιότητας προϊόντα που διαθέτει η ΛΥΡΑ ΑΕΒΕ είναι σχεδιασμένα για εφαρμογές διανομής τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών σημάτων σε ξενοδοχεία, στάδια, νοσοκομεία, κρουαζιερόπλοια, ενοικιαζόμεν...
  • Emme Esse 87435

    Emme Esse 87435

    Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει την παραλαβή του Emme Esse 87435. Πρόκειται για ένα ψηφιακό modulator που λαμβάνει ένα HDMI σήμα από δορυφορικό / επίγειο δέκτη, DVD player, κάμερα ασφαλείας ή οποι...
  • Ekselans CPE 1200-OLP

    Ekselans CPE 1200-OLP

    Η Ekselans διαθέτει – μεταξύ άλλων – πλήρη γκάμα Access Points για κάθε είδους οικιακή ή επαγγελματική εφαρμογή. Ένα από τα αξιόλογα Access Points της Ekselans είναι το CPE 1200-OLP, το οποίο υποσ...
  • Nedis SFIND100BK

    Nedis SFIND100BK

    Συνδέστε τον μετρητή με ένα LNB και έναν δορυφορικό δέκτη και βρείτε την κατάλληλη θέση / γωνία για το κάτοπτρό σας, εύκολα και γρήγορα. Διαθέτει οθόνη αναλογικής ένδειξης με οπίσθιο φωτισμό. Επιπ...
  • Kathrein MS & MP series

    Kathrein MS & MP series

    Η εταιρεία ΛΥΡΑ ΑΕΒΕ ανακοινώνει νέα παραλαβή των σειρών ερμαρίων - ντουλαπιών MS και MP της γερμανικής Kathrein. Η σειρά MS περιλαμβάνει υψηλής ποιότητας ερμάρια - ντουλάπια τοποθέτησης και σ...
  • Engel MV7400

    Engel MV7400

    Η εταιρεία AstraSat ανακοινώνει την παραλαβή του HDMI switch Engel MV7400. Πρόκειται για έναν διαχωριστή HDMI σημάτων από 4 εισόδους σε 1 έξοδο, με μέγιστη ανάλυση Full HD 1080p. Είναι συμβατό με ...

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

  • Ψηφιακή Τηλεόραση, Απρίλιος 2024

    Ψηφιακή Τηλεόραση, Απρίλιος 2024

    Κυκλοφορεί το νέο τεύχος Απριλίου 2024 του περιοδικού "Ψηφιακή Τηλεόραση" μαζί με το "Security Report" Το νέο τεύχος Απριλίου του περιοδικού «Ψηφιακή Τηλεόραση» κυκλοφορεί πάντα μαζί με το περι...
  • Μεγάλη επιτυχία για την Athens Electronix 2024!

    Μεγάλη επιτυχία για την Athens Electronix 2024!

    Με τεράστια επιτυχία ολοκληρώθηκε η Athens Electronix 2024, η μεγαλύτερη έκθεση της χρονιάς στην πρωτεύουσα, η οποία διοργανώθηκε από την Libra Press στον Πολυχώρο Εκδηλώσεων Δαΐς, στις 2 και 3 Μα...
  • TP-Link EAP683 LR, EAP211-Bridge kit & EAP625-Outdoor HD

    TP-Link EAP683 LR, EAP211-Bridge kit & EAP625-Outdoor HD

    Η TP-Link διευρύνει την οικογένεια των συσκευών Omada, παρουσιάζοντας 3 νέα wireless Access Points. Πρόκειται για τα EAP683 LR, EAP211-Bridge KIT και EAP625-Outdoor HD, τα οποία προσφέρουν αξεπέρα...