NCSU:n nanoteknologiatutkimus voisi parantaa energian varastointilaitteita
Julkaisupäivä:RALEIGH – North Carolina State Universityn tutkijat ovat kehittäneet laskennallisen mallin, joka auttaa käyttäjiä ymmärtämään, kuinka materiaalien nanorakenteen muutokset vaikuttavat niiden johtavuuteen. Tavoitteena on antaa tietoa uusien energian varastointilaitteiden kehittämisestä monenlaisia elektroniikkaa varten.
Erityisesti tutkijat keskittyivät materiaaleihin, joita käytetään kondensaattoreiden valmistukseen – jotka ovat energian varastointilaitteita, joita käytetään kaikessa älypuhelimista satelliitteihin.
"Käytät luultavasti tuhansia kondensaattoreita päivittäisessä elämässäsi, tiesitpä sitä tai et", sanoo Doug Irving, vastaava työstä kertovan artikkelin kirjoittaja ja materiaalitieteen ja -tekniikan apulaisprofessori NC Statessa.
Materiaali, josta kondensaattori on valmistettu, vaikuttaa sen suorituskykyyn. Joten Irving ja hänen työtoverinsa ryhtyivät kehittämään mallia ymmärtääkseen, kuinka materiaalin rakenteelliset ominaisuudet vaikuttavat materiaalin johtavuuteen.
"Yksi asia, johon olemme tyytyväisiä, on se, että tämä malli tarkastelee useita spatiaalisia asteikkoja samanaikaisesti – kaappaa kaiken, mitä tapahtuu laitetason asteikosta nanomittakaavaan", Irving sanoo.
"Esimerkiksi mallimme tarkastelee asioita, kuten vikoja ja jyviä rajoja", Irving sanoo. "Viat ovat asioita, kuten puuttuvia atomeja materiaalin rakenteesta tai "väärät" atomit löytyvät rakenteesta. Raerajat ovat kohtia, joissa erilaiset kiderakenteet törmäävät toisiinsa. No, mallimme tarkastelee, kuinka viat ja raeraajat vaikuttavat elektronien läsnäoloon ja liikkumiseen materiaalin läpi.
”Koska materiaalin eri prosessointitavoilla voidaan hallita asioiden, kuten vikojen ja raerajojen, esiintymistä ja jakautumista, malli antaa meille oivalluksia, joita voidaan käyttää materiaalien suunnittelussa vastaamaan tiettyjen sovellusten vaatimuksia. Toisin sanoen olemme optimistisia siitä, että malli voi auttaa meitä pitämään tulevien kondensaattorien kustannukset alhaisina ja varmistamaan, että ne toimivat hyvin ja kestävät pitkään.
Paperi, "Avaruusvarauksen vaikutus nanokiteisen SrTiO:n johtavuuteen3”, on julkaistu lehdessä Journal of Applied Physics. Ensimmäinen kirjoittaja on Yifeng Wu, Ph.D. opiskelija NC Statessa. Paperin ovat kirjoittaneet Preston Bowes ja Jonathon Baker, jotka molemmat ovat NC Staten tutkijatohtoria. Työ tehtiin Air Force Office of Scientific Researchin tuella apurahoilla FA9550-14-1-0264 ja FA9550-17-1-0318; ja tuki puolustusministeriön maanpuolustustieteen ja tekniikan tutkinnon suorittaneelta apurahalta.
(C) NCSU
Alkuperäinen viesti: WRAL TechWire