15:13
Comentarii Adauga Comentariu

_ Noua formă de siliciu ar putea revoluționa industria semiconductoarelor

_ Noua formă de siliciu ar putea revoluționa industria semiconductoare

După un studiu de cercetare de 10 ani care a început accidental și a fost întâmpinat cu scepticism, o echipă de ingineri mecanici de la Northeastern University a reușit să sintetizeze nanofire de siliciu foarte dense, ultraînguste, care ar putea revoluționa industria semiconductoarelor. Cercetările lor apar în Nature Communications.

Yung Joon Jung, profesor de inginerie mecanică și industrială din nord-est, spune că ar fi putut fi proiectul său preferat de cercetare.

„Totul este nou și este a necesitat multă perseverență”, spune Jung, care este specializat în inginerie și aplicarea sistemelor de nanostructură și a studiat anterior nanotuburi de carbon.

Jung și colaboratorii săi, inclusiv un alt profesor de inginerie mecanică din nord-est, Moneesh Upmanyu, au realizat un progres major în sinteza nanofirelor prin descoperirea unei forme noi, foarte dense de siliciu și prin stăpânirea unui nou proces de gravare, scalabil, fără catalizator, pentru a produce nanofire de siliciu ultra-mici cu diametrul de doi până la cinci nanometri.

Despre. În urmă cu 10 ani, studenții au atras atenția lui Jung asupra unui rezultat neobișnuit al unui experiment pe care îl desfășurau folosind plachete de siliciu. Materialul pe care l-a văzut la microscopul electronic era diferit de cel pe care intenționau să îl producă, spune Jung.

El a decis să afle mai multe despre această substanță și a descoperit că era siliciu cu „un foarte, foarte mic. „Nanostructură asemănătoare sârmei, spune Jung. Au fost capabili să reproducă noul material, spune el, dar când au încercat să îmbunătățească procesul de sinteză, nanofirele nu au crescut.

Omul de știință și echipa sa au trebuit să deruleze înapoi și să studieze, încă de la început, mecanismul de sinteză și structura și proprietățile la scară atomică ale materialului. Jung, un experimentator, a decis să-l angajeze pe Upmanyu, care folosește teoria, modelarea pe computer și simularea pentru a înțelege materialele și a explica experimentele.

„Întotdeauna am nevoie de ajutor de la Moneesh pentru a înțelege ce se întâmplă”, spune Jung.< /p>

Oamenii de știință au crezut că poate substanța rezultată din plachetele de siliciu în timpul sintezei nu era deloc siliciu. Materialul avea o structură foarte comprimată, redusă cu 10% până la 20% în comparație cu siliciul obișnuit, care în mod normal nu este stabil într-o astfel de stare comprimată, spune Upmanyu.

Unii dintre colegii lor și recenzenții cercetării au fost de aceeasi parere. „Ar spune: „Acesta nu ar trebui să fie siliciu” sau „Acest lucru nu ar trebui să se întâmple cu siliciul””, spune Jung.

Prin analiza și modelarea computațională, Upmanyu a reușit să demonstreze că, în ciuda faptului că proprietăți neobișnuite, noul material era o formă de siliciu cu un strat foarte subțire de oxid deasupra, care probabil ajută la susținerea compresiei, spune el.

„Acest material este foarte promițător”, spune el. „Simt că această compresie se află în centrul tuturor proprietăților interesante pe care le vedeți.”

Unul dintre motivele pentru care siliciul este utilizat pe scară largă ca semiconductor în microelectronică, cum ar fi cipurile de computer, circuitele integrate, tranzistoarele, diode de siliciu și ecrane cu cristale lichide este că este ieftin și abundent, spune Upmanyu. Potrivit Societății Regale de Chimie, este al doilea element cel mai abundent din scoarța terestră după oxigen, dar nu apare în stare pură, necombinată în natură. Poate fi găsit în nisip, cuarț, silex, granit, mică și argilă, printre alte pietre și minerale.

În anii 1970, industria înfloritoare de cipuri de computer din siliciu a dat chiar un nou nume regiunii de sud a Golful San Francisco — „Silicon Valley” — care a fost popularizat de Don Hoefler, un reporter al revistei Electronic News.

Cu toate acestea, siliciul tradițional nu poate rezista la temperaturi ridicate și, prin urmare, este limitat la aplicații cu putere mai mică. Are o bandgap de 1,11 electroni volți (bandgap determină energia necesară pentru ca electronii din materialul semiconductor să conducă electricitatea atunci când sunt stimulați de surse externe).

Noul material are un bandgap ultra-larg de 4,16 eV — un record mondial, spune Jung. Bandgap-ul ultra-larg implică faptul că materialul are nevoie de stimuli mai mari pentru a conduce electricitatea, dar poate funcționa la putere mare, temperatură ridicată și frecvențe înalte. Nanofirele de siliciu produse din acest nou material vor fi potrivite pentru electronice de putere, tranzistori, diode și dispozitive LED, spune Jung.

Spre deosebire de siliciul obișnuit, noul material este foarte rezistent la oxidare. Este, de asemenea, fotoluminant — capabil să emită lumină albastră și violetă, care poate fi folosită pentru iluminarea ultravioletă și în diodele cu lumină albastră.

Jung și echipa sa de cercetare au creat, de asemenea, o nouă metodă de producere a nanofirelor de siliciu, numită gravare chimică cu vapori, care îndepărtează materialul în loc să crească cristale. Drept urmare, pot produce nanofire de 10 până la 20 de ori mai mici decât nanofirele de siliciu utilizate în prezent în comerț.

Procedeele de sinteză a nanofire cunoscute anterior folosesc particule de catalizator pentru a crește cristale de siliciu.

„Aspectul fără catalizator nu poate fi exagerat suficient, deoarece elimină necesitatea de a îndepărta catalizatorul după sinteză, ceea ce degradează invariabil proprietățile funcționale ale nanofirelor”, spune Jung.

Uneori, particulele de catalizator devin parte integrantă. a suprafeței nanofirelor, spune el, iar îndepărtarea lor este aproape imposibilă.

În acest moment, oamenii de știință pot reproduce nanofirele cu lungime controlată de până la 100 de microni.

„Mă simt un impact larg în viitor”, spune Upmanyu. „Această metodă de gravare cu vapori chimici pe care el [Jung] a fost pionier, va fi utilă pentru o serie de alte materiale... Vă puteți gândi nu doar la aplicații electronice, ci la orice aplicație în care doriți să aveți o dimensiune mică a unui material realizat... Este foarte puternic.”

El spune că noul material de siliciu ar trebui să fie foarte atractiv pentru industria semiconductoarelor. Poate fi folosit în radiouri militare, radare și în fotovoltaice precum celulele solare. Banda interzisă obișnuită de siliciu nu permite procesarea luminii ultraviolete și utilizarea acesteia pentru generarea de electricitate, spune Upmanyu.

„Deci, dacă aveți un material cu bandă interzisă largă, care este ieftin, abundent, precum siliciul, acum aveți poate avea celule solare de foarte mare eficiență”, spune el.

Poate fi folosit chiar și pentru recoltarea energiei solare sub apă. Apa absoarbe spectrul roșu și infraroșu, spune Upmanyu, astfel încât celulele solare care pot recolta lumina albastră și ultravioletă devin cruciale.

Noile nanofire de siliciu pot îmbunătăți bateriile cu ioni de litiu, spune Jung. Adăugarea în continuare a unor materiale selectate, cum ar fi fosforul sau azotul (o tehnică numită dopaj) poate duce la alte proprietăți interesante și poate permite alte aplicații, spune Upmanyu.

El crede că diferite fenomene cuantice interesante pot fi manipulate în aceste nanofire de siliciu. , datorită dimensiunilor lor foarte mici, ceea ce face ca acest material să fie promițător pentru procesarea informațiilor cuantice și poate chiar pentru calculul cuantic, spune Upmanyu.

Mai multe alte instituții de inginerie din întreaga lume au contribuit la această cercetare, inclusiv Institutul de Știință din Coreea and Technology, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Tokyo University of Science, University of Science and Technology din China și Rensselaer Polytechnic Institute din New York.

Cercetarea nu s-a încheiat. Oamenii de știință sunt încă interesați să înțeleagă mai bine toată chimia din spatele procesului și să descopere de ce compresia acestei forme de siliciu este atât de stabilă. Ei doresc să optimizeze procesul de gravare pentru a produce o suprafață mai netedă și să o extindă în continuare pentru aplicații industriale.

„Vrei să poți înțelege procesul, astfel încât să-l poți manipula la ceea ce vrei să faci”, spune Upmanyu.

De asemenea, vor căuta colaboratori, interesați în realizarea de dispozitive cu acest nou material de siliciu.

„Vrei ca o nouă formă de ceva creat de tine să fie adoptată cât mai larg posibil. Cred că comercializarea și integrarea dispozitivelor sunt cheia aici”, spune Upmanyu.< /p>

(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_4 Media Info - 23 Nov 2022 17:50:28 - PSD și PNL au prăbușit natalitatea in Romania. Și după ce au făcut asta să vedeți ce le-a mai trecut prin cap..

_Norizo Ro - 25 Oct 2022 09:54:16 -Poanta Zile: MăCiucă stinge Becul

_Norizo Ro - 30 Oct 2022 11:24:44 - Poantă Zilei : Cui ii place cel mai mult în vacanță?

_Stiri Negre - 21 Nov 2022 16:42:30 - Prea multe video-uri cu animale care se rotesc în cerc

_Norizo Ro - 24 Sep 2022 08:16:47 - Poanta Zilei: Cum are grijă Isărescu de Inflație....și cum îsi bate joc de români.

Norizo Ro - 13 Sep 2022 04:49:04 - Poantă Zilei: Reclamă la viitorul lapte de Gândac, stors cu pasiune din Gândaci Bio

_Stiri Negre - 20 Nov 2022 06:24:53 - Încă o moarte subită in rândul adolescenților. Observați că Nimeni nu vrea sa le investigheze?

_4 Media Info - 23 Nov 2022 10:50:16 - Ciucă încearcă cu disperare sa nu elimine Pensiile Speciale

_Marius Tucă Show - 22 Nov 2022 20:24:29 - Bănescu face de râs biserica

_4 Media Info - 22 Nov 2022 14:50:30 - Corupția PSD PNL

_4 Media Info - 26 Nov 2022 14:26:10 - Unica Soluție Unirea

Norizo Ro - 15 Sep 2022 17:48:24 - Poanta Zilei: Ciucă a găsit rezolvarea ieftină la încălzire

_Stiri Negre - 14 Nov 2022 05:07:58 - Când o să vedem un Lidl închis pentru infestarea populației? Cu slugile străinătății din Guvernul PSD PNL niciodată

_Norizo Ro - 03 Oct 2022 18:30:10 - Ce mai Soros?

Robocop devine realitatea.. San Francisco plănuiește să folosească roboți capabili de forță mortală

_Norizo Ro - 20 Sep 2022 11:39:41 -PSD și PNL au multa carne la frigider

_4 Media Info - 26 Nov 2022 14:50:52 - Unica soluția pentru a salva Republica Moldova este UNIREA

_Norizo Ro - 01 Nov 2022 14:23:32 -Poanta Zile - Ce descântec a invocat Elon Musk la Bran ?

_Stiri Negre - 22 Nov 2022 16:51:41 - Lidl vinde iaurt infectat

_Norizo Ro - 21 Sep 2022 19:45:58

_Stiri Negre - 24 Nov 2022 06:32:40 - Cum își bate joc Nicușor în continuare de bucuresteni

_4 Media Info - 23 Nov 2022 06:36:02

_ Adam Thomas se îmbracă cu soția Caroline la Premiile RTS North West din Manchester

_4 Media Info - 24 Nov 2022 04:43:22

_ Sunt o celebritate 2022: Mike Tindall este a opta vedetă eliminată

_Norizo Ro - 14 Sep 2022 07:09:11

_Norizo Ro - 20 Sep 2022 09:18:52

_4 Media Info - 23 Nov 2022 18:33:58

_Norizo Ro - 08 Sep 2022 14:18:42

_4 Media Info - 22 Nov 2022 20:35:24

_ Fanii Angliei dau vina pe „blestemul ITV” pentru egalul sumbru al celor trei lei împotriva SUA la Cupa Mondială din Qatar

_4 Media Info - 25 Nov 2022 10:01:59

_Stiri Negre - 16 Nov 2022 06:34:33

_ Bărbat, 28 de ani, este scos din Golful Mexic după 15 ORE când a căzut de pe Carnival Cruise

_Stiri Negre - 17 Nov 2022 07:02:28

_Stiri Negre - 14 Nov 2022 15:06:46

_4 Media Info - 25 Nov 2022 19:18:45

_Marius Tucă Show - 21 Nov 2022 20:57:38

_Stiri Negre - 23 Nov 2022 06:11:44

_ Dillian Whyte vs Jermaine Franklin LIVE: Actualizări pe măsură ce „The Body Snatcher” revine pe ring

_4 Media Info - 25 Nov 2022 10:25:37

_Marius Tucă Show - 22 Nov 2022 20:22:07

_Norizo Ro - 08 Sep 2022 08:12:34

_Stiri Negre - 24 Nov 2022 19:19:42

_ Judecător columbian suspendat după ce a apărut pe jumătate gol pe Zoom pentru audiere pe cauțiune

_Stiri Negre - 19 Nov 2022 13:32:49

_ I'm A Celebrity 2022: Tabăra câștigă PATRU stele în timpul procesului ICONIC Cyclone

_ Strictly Katya Jones despre „standardele ei înalte” și de ce a rămas singură din 2019

_Stiri Negre - 15 Nov 2022 14:48:23

_Stiri Negre - 10 Nov 2022 13:29:06

_Marius Tucă Show - 22 Nov 2022 20:38:36

_Marius Tucă Show - 21 Nov 2022 20:58:45

_Stiri Negre - 26 Nov 2022 11:36:29

_4 Media Info - 25 Nov 2022 05:26:55

_Marius Tucă Show - 23 Nov 2022 21:16:25

_Marius Tucă Show - 23 Nov 2022 21:08:36

_4 Media Info - 22 Nov 2022 18:39:08

_4 Media Info - 26 Nov 2022 14:04:45

_Marius Tucă Show - 22 Nov 2022 20:35:04

_Marius Tucă Show - 22 Nov 2022 20:33:21


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17

Nr. de articole la aceasta sectiune: 973, afisate in 17 pagini.