مجلة أقلام مرحبا بك في مجلة أقلام , هنا ستجد آخر المقالات والأخبار
قام باحثو جامعة ناغويا بتصنيع أنحف صفائح نانوية BaTiO 3 على الإطلاق عند 1.8 نانومتر ، متغلبين على مشكلة “تأثير الحجم” والاحتفاظ بالخصائص الكهروضوئية. يتيح هذا الاختراق تصغير الأجهزة ويمكن أن يؤدي إلى خصائص وتطبيقات جديدة.
نجح باحثون في معهد المواد والأنظمة المستقبلية في جامعة ناغويا في اليابان في تخليق صفائح نانوية من تيتانات الباريوم (BaTiO 3 ) بسماكة 1.8 نانومتر ، وهو أنحف سمك تم إنشاؤه على الإطلاق لفيلم قائم بذاته. بالنظر إلى أن السماكة مرتبطة بالوظائف ، فإن النتائج التي توصلوا إليها تفتح الباب أمام أجهزة أصغر وأكثر كفاءة. نُشر البحث في مجلة Advanced Electronic Materials .
يعد تطوير مواد أقل سمكًا بوظائف إلكترونية جديدة مجال بحث تنافسي للغاية. مثل هذه الأجهزة مهمة بشكل خاص في المواد الفيروكهربائية ، المواد التي لها استقطاب يمكن عكسه بواسطة مجال كهربائي. هذه القدرة على عكس الاستقطاب تجعل هذه المواد مفيدة في الذاكرة وتوليد الطاقة الاهتزازية.
ومع ذلك ، نظرًا لأن المواد المستخدمة في هذه الأجهزة تصبح أصغر حجمًا ، فإنها تظهر خصائص غير متوقعة تعقد استخدامها الصناعي. المشكلة الكبيرة هي “تأثير الحجم” ، حيث أنه عندما يتم تقليل سمك المادة إلى بضعة نانومترات ، تختفي خصائصها الكهربية الحديدية.
الآن ، نجح فريق من قسم كيمياء المواد بجامعة ناغويا ومعهد المواد والنظم من أجل الاستدامة (IMASS) ، بقيادة الأستاذ مينورو أوسادا (هو / هو) ، في تصنيع صفائح نانوية BaTiO 3 خالية من العيوب بسمك واحد . 1.8 نانومتر باستخدام عملية محلول مائي. والنتيجة هي أنحف فيلم قائم بذاته على الإطلاق. على الرغم من رقة الفيلم ، إلا أنه يُظهر خصائص حديدية كهربية ، مما يمثل اختراقًا مهمًا في تصنيع الأفلام الرقيقة النشطة كهربيًا.
ومع ذلك ، بالنسبة إلى BaTiO 3 ، وهي مادة نموذجية لتوليد الكهرباء من الحديد الكهروضوئي ، من الصعب تركيب الصفائح النانوية بالطريقة الاصطناعية التقليدية. لذلك ، كان من الضروري تطوير طريقة تركيبية جديدة ، “قال أوسادا. “بشكل عام ، يتطلب تخليق BaTiO 3 عملية تكليس تتطلب درجات حرارة تبلغ 1000 درجة مئوية أو أعلى. في المقابل ، قمنا بتصنيع صفائح نانوية BaTiO 3 عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 60 درجة مئوية باستخدام عمليتنا. نظرًا لأنه يمكن التحكم في سماكة الفيلم باستخدام هذه الطريقة عن طريق تغيير وقت التفاعل ، فقد تم تحقيق تركيب الألواح النانوية مع اثنين إلى ستة مشابك. ”
“إذا كان من الممكن تصنيع صفائح نانوية بسمك بضعة نانومترات في صناعة الحديد الكهربائي ، فمن المتوقع اكتشاف خصائص وتطبيقات جديدة. يجب أن توفر النتائج التي توصلنا إليها تقنية مهمة لتصغير الأجهزة مثل الذكريات والمكثفات. “نظرًا لأن التقنيات الحالية قد وصلت بالفعل إلى حدودها من حيث كل من المواد والعمليات ، فإن التقنيات مثل تقنياتنا ضرورية. إنها توفر زيادة كبيرة في الأداء والابتكار التكنولوجي من خلال المواد والعمليات الجديدة. “
