מחקר הננו-טכנולוגיה של NCSU יכול לשפר התקני אחסון אנרגיה
תאריך פרסום:ראלי - חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט פיתחו מודל חישובי המסייע למשתמשים להבין כיצד שינויים בננו-מבנה של חומרים משפיעים על המוליכות שלהם - במטרה ליידע את הפיתוח של התקני אחסון אנרגיה חדשים עבור מגוון רחב של אלקטרוניקה.
באופן ספציפי, החוקרים התמקדו בחומרים המשמשים לייצור קבלים - שהם התקני אחסון אנרגיה המשמשים בכל דבר, החל מסמארטפונים ועד לוויינים.
"סביר להניח שאתה משתמש באלפי קבלים בחיי היום-יום שלך, בין אם אתה יודע זאת ובין אם לא", אומר דאג אירווינג, מחבר מקביל של מאמר על העבודה ופרופסור חבר למדע והנדסת חומרים ב-NC State.
החומר שממנו עשוי קבל משפיע על הביצועים שלו. אז אירווינג ומשתפי הפעולה שלו התחילו לפתח מודל כדי להבין כיצד מאפיינים מבניים בחומר משפיעים על מוליכות החומר.
"אחד הדברים שאנו מרוצים מהם הוא שהמודל הזה מסתכל על מספר קנה מידה מרחבי בו זמנית - לוכד את כל מה שקורה מקנה המידה ברמת המכשיר ועד לקנה המידה הננומטרי", אומר אירווינג.
"לדוגמה, המודל שלנו מסתכל על דברים כמו פגמים וגבולות גרגרים", אומר אירווינג. "פגמים הם דברים כמו אטומים חסרים במבנה של חומר, או היכן שנמצאים אטומים 'שגויים' במבנה. גבולות התבואה הם המקום שבו מבנים גבישיים שונים נתקלים זה בזה. ובכן, המודל שלנו בוחן כיצד דברים כמו פגמים וגבולות גרגרים משפיעים על הנוכחות והתנועה של אלקטרונים דרך חומר.
"מכיוון שדרכים שונות לעיבוד חומר יכולות לשלוט בנוכחות ובהפצה של דברים כמו פגמים וגבולות גרגר, המודל נותן לנו תובנות שניתן להשתמש בהן כדי להנדס חומרים כדי לענות על הדרישות של יישומים ספציפיים. במילים אחרות, אנחנו אופטימיים שהדגם יכול לעזור לנו לשמור על עלות קבלים עתידיים נמוכה, תוך הבטחה שהם יעבדו היטב ויחזיקו מעמד זמן רב".
הנייר, "השפעת מטען החלל על המוליכות של SrTiO ננו-גבישי3" מתפרסם ב- כתב עת לפיזיקה יישומית. המחבר הראשון של המאמר הוא Yifeng Wu, Ph.D. סטודנט במדינת NC. המאמר נכתב בשיתוף פרסטון בווס וג'ונתון בייקר, שניהם חוקרים פוסט-דוקטורט ב-NC State. העבודה נעשתה בתמיכת משרד חיל האוויר למחקר מדעי, במסגרת המענקים FA9550-14-1-0264 ו-FA9550-17-1-0318; ותמיכה ממלגה לאומית למדעי הביטחון והנדסה של משרד ההגנה.
(ג) NCSU
פוסט מקורי מאת: WRAL TechWire