Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
20.03.2014 16:36
Конденсаторы на нанолистах показали выдающиеся качества. Нанотехнологии.
Такайоши Сасаки (Takayoshi Sasaki) и его коллеги из Национального института материаловедения и Университета Синано (оба — Япония) попробовали использовать миниатюризацию, правящую сегодня бал в электронике, на конденсаторах.
В последнее время эта область получила несколько технологических решений, нацеленных на уменьшение размеров конденсаторов без падения их ёмкости, поэтому дальнейшая эволюция кажется сравнительно сложным делом.
Общая схема (слева) и срез ультратонкого конденсатора на нанолистах под микроскопом (справа) (иллюстрация Takayoshi Sasaki et al.).
Пластины для хранения заряда, применённые японскими исследователями, выполнены на довольно необычной основе: проводящие элементы представлены двумерными листами оксида рубидия, а диэлектрические — Ca2Nb3O10 (тоже не самым обыденным соединением). Сборка их в многослойную структуру ведётся при помощи последовательного добавления различных растворов, содержащих отдельные элементы таких соединений. В итоге удалось получить нанолисты, представляющие собой миниатюрный конденсатор, который способен накапливать примерно 27,5 мкФ на квадратный сантиметр.
Как замечают разработчики, несмотря на кажущуюся небольшой величину, это в 2 000 раз больше, чем у продуктов аналогичного назначения, имеющихся на рынке.
Среди прочего собственно подход к реализации конденсаторов на нанолистах представляется им весьма перспективным для создания ещё более совершенных накопителей. Пусть двумерные листы толщиной в считанные атомы могут иметь небольшую ёмкость по отдельности, но в «стопке» они намного превосходят свои нынешние трёхмерные аналоги. Связано это с тем, что пластины конденсаторов в основном накапливают заряд на своей поверхности, а потому уменьшение толщины листа неизбежно ведёт к быстрому росту соотношения этой поверхности к занимаемому устройством объёму.
Кроме того, исследователям удалось преодолеть одну из главных проблем наноструктур такого рода: собираются они сравнительно просто и без непосредственного физического манипулирования, что позволяет наладить их конвейерное производство уже на сегодняшнем технологическом оборудовании, причём без потребности в дорогостоящих сборочных линиях или отжиге.
Впрочем, применение рубидия и ниобия при создании нанолистов, конечно, не верх технологии, поскольку материалы эти дороги и не очень распространены. И учёные это прекрасно понимают, заявляя, что уже нацелились на создание прототипов на двумерных нанолистах «из более широкого спектра материалов».
Отчёт об исследовании опубликован в журнале ACS Nano.
Источник