قطعات دی الکتریک چین، ساخته شده از یاقوت مصنوعی، می‌توانند عمر باتری را افزایش دهند
با استفاده از یاقوت مصنوعی، یک تیم از دانشمندان چینی وافرهای دی‌الکتریک توسعه داده‌اند که انتظار می‌رود عمر باتری‌ها را افزایش دهند.
این تحقیق پیشگامانه همچنین راه را برای چیپ‌های پرقدرت‌تر هموار می‌کند.
در زمینه مواد دی‌الکتریک، کوچک‌سازی ترانزیستورها چالش سختی ایجاد کرده است زیرا دستگاه‌ها همچنان کوچک‌تر می‌شوند.
مواد دی‌الکتریک که به طور معمول به عنوان عایق در چیپ‌ها عمل می‌کنند، در مقیاس نانو کارایی خود را از دست می‌دهند - این یکی از دلایلی است که گوشی‌های هوشمند ما گرما تولید می‌کنند و عمر باتری کوتاهی دارند.
توسعه وافرهای دی‌الکتریک یاقوت مصنوعی
برای حل این مشکل، پژوهشگران در موسسه میکروسستم و فناوری اطلاعات شانگهای، آکادمی علوم چین، وافرهای دی‌الکتریک یاقوت مصنوعی را با استفاده از فرآیند اکسیداسیون درهم‌نشین توسعه داده‌اند.
تین زی‌آئو، یکی از پژوهشگران پروژه، گفت: «اکسید آلومینیومی که ما ایجاد کرده‌ایم، اساساً یاقوت مصنوعی است، که از لحاظ ساختار کریستالی، خواص دی‌الکتریک و ویژگی‌های عایقی با یاقوت طبیعی یکسان است.»
این دستاورد جدید می‌تواند به پژوهشگران کمک کند دستگاه‌های با مصرف برق کم و عمر باتری بیشتر تولید کنند. چیپ‌هایی که با این فناوری جدید ایجاد می‌شوند، می‌توانند برای پیشرفت هوش مصنوعی و کاربردهای اینترنت اشیاء حیاتی باشند.
مواد دی‌الکتریک اکسید آلومینیوم تک‌کریستالی
دی زنگفنگ، پژوهشگر، توضیح داد: «با استفاده از فناوری اکسیداسیون درهم‌نشین روی آلومینیوم تک‌کریستالی، ما توانستیم این ماده دی‌الکتریک اکسید آلومینیوم تک‌کریستالی را تولید کنیم.»
او افزود: «بر خلاف مواد دی‌الکتریک آمورف سنتی، یاقوت کریستالین ما می‌تواند نشت بسیار کمی را در سطح یک نانومتر امکان‌پذیر کند.»
تیم تحقیقاتی یک وافر آلومینیومی تک‌کریستالی رشد داد و سپس اتم‌های اکسیژن را در دمای اتاق به آن افزود تا یک آلومینیوم اکسید تک‌کریستالی به ضخامت تنها 1.25 نانومتر بسازد - یک لایه بسیار نازک از یاقوت مصنوعی، گزارش کرد SCMP .
این مطالعه که روز چهارشنبه در مجله Nature منتشر شد، معتقد است که فیلم نازک اتمی یاقوت می‌تواند برای ساخت مدارهای دو بعدی کارآمدتر استفاده شود.
دی ادعا کرد که با ساخت مدارهای مجتمع دو بعدی پیچیده، پتانسیل عظیم مواد دو بعدی می‌تواند به طور کامل آزاد شود و پایه‌ای برای نسل بعدی دستگاه‌های الکترونیکی با کارایی بالا فراهم کند.
پژوهشگران توانایی پردازش فوق‌العاده و یکنواختی فیلم را در دسته‌ای از 100 دستگاه نمایش دادند.
پژوهشگران گفتند سادگی این روش بدان معناست که می‌تواند به راحتی به سطوح تولید صنعتی مقیاس شود. تکنیک ساخت و ویژگی‌های مواد فیلم یاقوت نیز با فرآیندهای مبتنی بر سیلیکون موجود سازگار بود، گزارش کرد SCMP .
این توسعه به عنوان یک گام مهم برای استفاده از مواد نیمه‌هادی دو بعدی در محیط‌های صنعتی ادعا شده است. این پیشرفت همچنین دارای پتانسیل قوی برای افزایش عمر باتری گوشی‌های هوشمند است.
