Pólska-kínverska teyminu tókst að fá eitthvað sem eðlisfræðingum var ekki augljóst fyrr en nú: smári sem var ekki gerður úr hefðbundnu hálfleiðaraefni, heldur málmananögnum. Slíkir smáir eiga að vera ónæmir fyrir beygjum, vatni og neistaflugum og þeim er beitt eins og málning.

Smásímir eru almennt notaðir í daglegu tæki - þeir finnast til dæmis í samþættum hringrásum eða örgjörvum. Þeir geta stjórnað flæði rafmagnshleðslna - til dæmis magna þeir merki eða virka sem rofi. Fram að þessu krafðist smíði smára hálfleiðaraefna - td germanium, kísill, gallíumnítríð, kísilkarbíð. Hálfleiðarar hafa svokallaða hljómsveitaruppbygging - í þeim eru leiðslubönd sem þakka fyrir að straumurinn flæðir ekki í gegnum þau eins augljóslega og til dæmis í gegnum málma. Og núverandi flæði er hægt að breyta.

Nú er liðið undir forystu prófessors. Bartosz Grzybowski (IPC PAS og Kóreumaður UNIST) og prófessor. Yonga Yana (Háskóli kínversku vísindaakademíunnar) sýndi hvernig á að búa til smári úr nanóagnir úr málmi - nánar tiltekið úr gullananögnum sem eru fastir við línubönd með viðeigandi rafhleðslu. Niðurstöðurnar birtust í „Nature Electronics“ (https://www.nature.com/articles/s41928-020-00527-z).

„Við sýnum að þú getur búið til smári og samþættan hringrás ekki með hefðbundnum hálfleiðara, heldur málmi. Og þetta hefur verið nokkuð áberandi fyrir eðlisfræðinga, brosir prófessor. Grzybowski. Og hann bætir við að málmar geti hagað sér eins og hálfleiðari svo framarlega sem það gerist á nanóvoginni - og ekki með hjálp svokallaðrar Coulomb hindrun, og þökk sé árangri í efnafræði - tiltölulega nýtt þekkingarsvið.

„Þó að efnið sé málmur geta jónirnar sem hreyfast um það búið til staðbundna rafsvið og valdið svipuðum áhrifum og í hálfleiðara“ - segir prófessor. Bartosz Grzybowski.

Vísindamaðurinn útskýrir að þessi lausn geti opnað nýja möguleika fyrir smára forrit. Smáleiðir úr hefðbundnum hálfleiðara voru ekki ónæmir fyrir beygjum, raka eða rafrennsli, það þurfti að bera þær á yfirborðið í lofttæmi og kristalla hálfleiðara sjálfa við háan hita (t.d. í Czochralski ferlinu).

„Og smári okkar er hægt að beygja og verður fínn. Annaðhvort sökkt í rakt andrúmsloft eða verða fyrir sterkum rafrennsli og það mun halda áfram að virka, vegna þess að raki er honum hagstæður og neisti skaðar það ekki. Það brotnar mjög hart niður “- telur prófessor. Grzybowski.

Hann bætir við að gull nanóagnirnar sem smári er úr eru leysanlegir í vatni og áfengi. „Ég vildi meira að segja kalla það vodka raftæki einn daginn,“ hlær rannsakandinn.

Hann útskýrir að beiting laga sé einföld: hún felist í því að taka blöndu með nanóagnir og hella henni á yfirborðið. Leysirinn gufar upp og þunnt lag af nanóagnum festist við yfirborðið. Að smíða smári lítur svolítið út eins og að mála með málningu. Til þess þarf ekki tómarúm eða hátt hitastig.

Efnafræðingurinn bendir á að slík lausn komi líklega ekki í stað hefðbundinna örgjörva hálfleiðara í tölvum en í sumum forritum gæti hún verið áhugaverður valkostur við venjuleg raftæki. Nýju smáirnar gætu verið til dæmis notaðir í notkun undir vatni eða í tærandi umhverfi. Að auki segir vísindamaðurinn, ef til vill mætti ​​nota þessi kerfi sem skynjara fyrir ákveðin efni. „Slíkar nanóagnir, í viðurvist lausnar, gætu greint eitruð efni og umbreytt þeim í rafmerki,“ telur hann.

Í fyrri vinnu í Framfarir vísinda Vísindamenn hafa sýnt hvernig á að búa til rökréttar hringrásir úr sömu rafhlaðnu gullkornunum - þeir smíðuðu til dæmis útvarp. Nanóagnir unnu þar meðal annars sem loftnet, frumefni sem umbreytir rafmerki í hljóð. Nú eru þeir komnir skrefi lengra og sýndu hvernig á að búa til smára og samþætta hringrás úr nanóögnum úr gulli.

Þegar hann er spurður hvort nanóagnir úr gulli séu of dýrt efni segir hann: „Lögin sem við þurfum í smári eru míkron þykk. Þetta þýðir að nokkur grömm af gulli myndu líklega duga okkur til að mála til dæmis heila íbúð. “

Og hann útskýrir að líklega verði mögulegt að smíða smári við nanóagnir af öðrum málmum, en nanóagnir úr gulli eru endingargóðir og ekki eitraðir. Og teymi hans hefur unnið að þeim í rúman áratug (í fyrra sýndi lið prófessors Grzybowski það Náttúrufræðitækniað hlaðnar nanóagnir úr gulli - með aðeins annan arkitektúr en smáviðgerðirnar - geta verið gagnlegar til að berjast gegn krabbameinsfrumum á sértækan hátt).

„Við sýnum hvernig á að snúa gullanóögnum sem við höfum unnið að í mörg ár til að búa til rafeindatækni sem byggir ekki á hálfleiðara heldur málmum og gerum rafeindatækni ógegndrænan fyrir ýmsum fjandsamlegum áreitum“ - tekur hann saman.

PAP - Vísindi í Póllandi, Ludwika Tomala

Heimild og myndir: Vísindi í Póllandi


Alveg geðveikt klár. Ef eitthvað nýtt birtist verður að afhenda það og prófa það. Hann hefur gaman af lausnum sem virka og hatar gagnslausar græjur. Draumur hans er að byggja bestu snjallgáttina í Póllandi (og síðar í heiminum og Mars í 2025).

Pólski hópurinn Smart Home eftir SmartMe

Pólski hópurinn Xiaomi eftir SmartMe

SmartMe kynningar

Svipaðir færslur