جمعه 5 خرداد 1391 - 11:48

ساخت خازن‌‌هايي از جنس نانولوله‌هاي كربني

(567 كلمه مجموعاً در اين متن موجود است)
(613 بار خوانده شده است)

ساخت خازن‌‌هايي از جنس نانولوله‌هاي كربني
12/07/1385
دانشمندان بر اين باورند كه ابزارهاي نانولوله‌اي در واقع نوعي خازن به حساب مي‌آيند. در باتري از تركيبات الكتروشيميايي استفاده مي‌شود، اما خازن از دو الكترود با بارهاي جدا شده تشكيل مي‌شود. در باتري‌ آزاد شدن انرژي با انجام واكنش و در خازن با قرار گرفتن آن در مدار صورت مي‌گيرد. اگر چه خازن قادر نيست همانند باتري هم اندازه خود انرژي ذخيره كند، اما مي‌تواند انرژي بيشتري را در زمان كوتاهتري آزاد نمايد.
Amaratunga كه يك مهندس الكترونيك است به اتفاق همكارانش در دانشگاه كمبريج انگلستان موفق به ساخت نوعي خازن نانومقياس از جنس نانولوله‌هاي كربني چند جداره به ابعاد 70 نانومتر شده‌اند. اين نانولوله‌ها به طور عمودي و از نقطه‌هايي از جنس كاتاليزور نيكل بر روي لايه نازكي از نيوبيوم (niobium) رشد داده مي‌شوند. دانشمندان با پوشاندن اين نانولوله‌ها و سطح نيوبيوم زير آن با يك لايه از جنس نيتريد سيليسيم، و سپس پوشاندن آن با يك فيلم آلومينيمي سعي كردند تا يك خازن بسازند. الكترودهاي خازني كه به اين ترتيب به دست مي‌آيند از جنس نيوبيوم و آلومينيم بوده كه عايق جدا كننده آنها را هم نانولوله‌هاي كربني و لايه نيتريد سيليسيم تشكيل مي‌دهد. وجود نانولوله‌هاي كربني باعث شده تا سطح خازن و در نتيجه بارالكتريكي كه هر كدام از صفحات آن مي‌توانند در خود ذخيره كنند، به مقدار قابل توجهي افزايش يابد. به گفته Amaratunga ساخت اين نوع خازن‌هاي كوچك و قدرتمند در توسعه ريزتراشه‌هاي با مدارهاي چگال‌تر از اهميت فوق‌العاده‌اي برخوردار است، چرا كه در اين حالت به توان بالا با حداقل سطح ممكن نياز داريم. تاكنون ساخت چنين خازن‌هاي نانومقياسي كه بتوانند در چنين مدارهاي فوق متراكم به كار روند، بسيار پيچيده، و حتي غير قابل اطمينان به نظر مي‌رسيد.
علاوه بر اينها، خازن‌هاي نانومقياس مي‌توانند به بهبود توسعه ابرخازن‌هاي فشرده و مقرون به صرفه، كه مستقيماً در وسايل نقليه الكتريكي يا با سوخت تركيبي نظير Toyota pirus كاربرد دارد، كمك نمايند. همچنين استفاده از اين ابرخازن‌ها باعث كاهش وزن باتري مورد استفاده در اين وسايل نقليه و در نتيجه بهبود مصرف سوخت و عملكرد آنها مي‌شود.
در حال حاضر محققان به دنبال دستيابي به ابرخازن‌هايي براي تجهيزات الكترونيكي قابل حمل نظير PDAها مي‌باشند كه بهينه‌سازي وزن و طول عمر باتري در آنها اهميت قابل توجهي دارد.
يادآوري مي‌شود كه نتايج تحقيقات Amaratunga و همكارانش در مجله Applied Physics letters به چاپ رسيده است.
كاربرد ديگر اين ابر خازن‌ها، در تراشه‌هاي پيشرفته حافظه است. به نظر Manish Chnowalla از دانشمندان علم مواد دانشگاه Rutgers واقع در Piscataway, N.J، اين ابرخازن‌ها تنها هنگام ذخيره بار رسانش الكتريكي بالايي دارند. لذا از اين خاصيت مي‌توان به صورت صفر و يك‌هايي كه اساس هر ابزار حافظه‌اي را تشكيل مي‌دهند، استفاده نمود. مزيت استفاده از اين ابرخازن‌ها نسبت به ديگر روش‌هاي ذخيره داده‌ها اين است كه فضايي كه آنها اشغال مي‌كنند بيشتر عمودي است و لذا مي‌توان تعداد بيشتري از آنها را با هم روي يك سطح قرار داد. دانشمندان اميدوارند در آينده بتوان با استفاده از روش‌هاي ليتوگرافي پرتوالكتروني (روشي كه در قرار دادن نقطه‌هاي كاتاليزوري نيكل روي فيلم‌هاي نيوبيوم هم مورد استفاده قرار مي‌گيرد) به سمت روش‌هاي عملي‌تر براي سطوح بزرگتر رفت.
به نظر اين محققان عملي‌شدن كاربرد اين خازن‌هاي نانومقياس در محصولات واقعي شش تا هشت سال به طور مي‌انجامد. لازم به ذكر است كه حمايت از اين طرح تحقيقاتي را شركت سامسونگ بر عهده داشته و آن را به سمت تجاري‌شدن پيش مي‌برد.
منبع : http://irannano.org/newstext.php?Code=1938

[ بازگشت به تکنولوژی اطلاعات(IT) | صفحه اصلي بخش ها ]

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به روزنامه تفاهم می باشد. استفاده از مطالب سایت فقط با ذکر منبع مجاز است