NCSUのナノテク研究はエネルギー貯蔵装置を改善する可能性がある
発行日:ローリー – ノースカロライナ州立大学の研究者らは、幅広いエレクトロニクス向けの新しいエネルギー貯蔵デバイスの開発に情報を提供することを目的として、材料のナノ構造の変化が導電性にどのように影響するかをユーザーが理解するのに役立つ計算モデルを開発しました。
具体的には、研究者らは、スマートフォンから衛星に至るまであらゆるものに使用されるエネルギー貯蔵装置であるコンデンサーの製造に使用される材料に焦点を当てました。
「あなたがそれを知っているかどうかにかかわらず、おそらく日常生活で何千ものコンデンサを使用しているでしょう」と、この研究に関する論文の責任著者であり、ノースカロライナ州立大学の材料科学および工学の准教授であるダグ・アービングは言う。
コンデンサの材質はその性能に影響を与えます。そこで、アービング氏と彼の共同研究者らは、材料の構造特性が材料の導電性にどのように影響するかを理解するためのモデルの開発に着手しました。
「私たちが満足していることの 1 つは、このモデルが複数の空間スケールを同時に調べていることです。デバイス レベルのスケールからナノスケールまで、起こっていることすべてを捉えているのです」とアービング氏は言います。
「たとえば、私たちのモデルは欠陥や粒界などを調べます」とアービング氏は言います。 「欠陥とは、材料の構造内で原子が欠落していることや、構造内で「間違った」原子が見つかった場所などのことです。粒界は、異なる結晶構造が互いにぶつかる場所です。私たちのモデルは、欠陥や粒界のようなものが材料中の電子の存在や動きにどのような影響を与えるかを調べています。
「材料を処理するさまざまな方法によって、欠陥や粒界などの存在と分布を制御できるため、このモデルは、特定の用途の要求を満たすように材料を設計するために使用できる洞察を私たちに与えてくれます。言い換えれば、私たちはこのモデルが将来のコンデンサーのコストを低く抑えながら、コンデンサーが良好に動作し、長期間持続することを保証できると楽観的に考えています。」
紙、 "ナノ結晶 SrTiO の導電率に対する空間電荷の影響3』に掲載されています。 応用物理学ジャーナル。この論文の筆頭著者は、博士課程の Yifeng Wu 氏です。ノースカロライナ州立大学の学生。この論文は、ノースカロライナ州立大学の博士研究員であるプレストン・ボウズ氏とジョナサン・ベイカー氏の共著です。この研究は、助成金 FA9550-14-1-0264 および FA9550-17-1-0318 に基づいて、空軍科学研究局の支援を受けて行われました。国防総省の国防科学工学大学院フェローシップによるサポート。
(C)NCSU
元の投稿者: WRAL TechWire