Detectarea avansurilor poate ajuta mai mult dispozitivele electronice

Cercetarea poate duce la crearea de dispozitive electronice cu o durabilitate mai bună.

Cercetătorii de la Universitatea din Sydney au făcut o descoperire semnificativă în domeniul științei materialelor, oferind pentru prima dată o imagine completă a modului în care apare oboseala în materialele feroelectrice.

Materialele ferroelectrice sunt utilizate în multe aparate, inclusiv baterii, condensatori, actuatori și senzori. Aceste dispozitive sunt utilizate în mod obișnuit atât în ​​instrumente de consum, cât și în instrumente industriale, cum ar fi computerele, echipamentele cu ultrasunete medicale și sonarul subacvatic.

De-a lungul timpului, materialele feroelectrice sunt supuse unei sarcini mecanice și electrice repetitive, ducând la o scădere progresivă a funcționalității lor, rezultând în cele din urmă o defecțiune. Acest proces este denumit „oboseală feroelectrică”.

Este o cauză majoră a eșecului unei game de dispozitive electronice, electronica aruncată fiind un factor important al deșeurilor electronice. La nivel global, zeci de milioane de tone de dispozitive electronice eșuate merg anual în depozitele de deșeuri.

Degradare electronică

Imaginile cu microscopie electronică arată degradarea în acțiune. Credit: Universitatea din Sydney

Folosind microscopie electronică avansată la fața locului, cercetătorii de la Școala de Aeronautică, Mecanică și Mecatronică au putut observa oboseala feroelectrică pe măsură ce s-a produs. Această tehnică folosește un microscop avansat pentru a „vedea”, în timp real, până la niveluri nanometrice și atomice.

Cercetătorii speră că această nouă observație, descrisă într-o lucrare publicată în Comunicări despre natură, va ajuta la o mai bună informare a proiectării viitoare a nanodispozitivelor feroelectrice.

„Descoperirea noastră este o descoperire științifică importantă, întrucât arată o imagine clară a modului în care procesul de degradare feroelectrică este prezent în nanoscală”, a declarat co-autorul profesorului Xiaozhou Liao, de asemenea de la Institutul Nano al Universității din Sydney.

Dr. Qianwei Huang, cercetătorul principal al studiului, a declarat: „Deși se știe de mult că oboseala feroelectrică poate scurta durata de viață a dispozitivelor electronice, modul în care nu a fost înțeles anterior se datorează lipsei unei tehnologii adecvate pentru a o observa. “

Coautor Dr. Zibin Chen a spus: “Cu aceasta, sperăm să informăm mai bine ingineria echipamentelor cu durată mai lungă de viață.”

Herbert Kroemer, laureat al premiului Nobel, a afirmat odată că „Interfața este dispozitivul”. Observațiile cercetătorilor din Sydney ar putea declanșa o nouă dezbatere cu privire la faptul dacă interfețele – care sunt granițe fizice care împart diferite regiuni în materiale – sunt o soluție valoroasă pentru fiabilitatea echipamentelor de generația următoare.

“Descoperirea noastră a arătat că interfețele pot accelera degradarea feroelectrică. Prin urmare, este necesară o mai bună înțelegere a acestor procese pentru a obține o performanță mai bună a echipamentelor”, a spus dr. Chen.

Referință: „Observarea directă a dinamicii la scară nanomatică a degradării feroelectrice” de către Qianwei Huang, Zibin Chen, Matthew J. Cabral, Feifei Wang, Shujun Zhang, Fei Li, Yulan Li, Simon P. Ringer, Haosu Luo, Yiu-Wing Mai și Xiaozhou Liao, 7 aprilie 2021, Comunicări despre natură.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22355-1

Cercetarea a fost susținută de Consiliul australian de cercetare pentru proiectul Descoperirea originii structurale a oboselii ciclice în materialele feroelectrice. Acesta a fost facilitat de Centrul australian pentru microscopie și microanaliză de la Universitatea din Sydney.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.