Gall oeri'r electroneg bwerus yn y ffonau clyfar diweddaraf fod yn her fawr. Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg y Brenin Abdullah wedi datblygu dull cyflym ac effeithlon ar gyfer creu deunyddiau carbon sy'n ddelfrydol ar gyfer gwasgaru gwres o ddyfeisiau electronig. Gall y deunydd amlbwrpas hwn ddod o hyd i gymwysiadau eraill, o synwyryddion nwy i baneli solar.
Mae llawer o ddyfeisiau electronig yn defnyddio ffilmiau graffit i ddargludo a gwasgaru'r gwres a gynhyrchir gan gydrannau electronig. Er bod graffit yn ffurf naturiol o garbon, mae rheoli thermol mewn electroneg yn gymhwysiad heriol ac yn aml yn dibynnu ar ddefnyddio ffilmiau graffit micron-drwch o ansawdd uchel. “Fodd bynnag, mae'r dull o wneud y ffilmiau graffit hyn gan ddefnyddio polymerau fel deunyddiau crai yn gymhleth ac yn defnyddio llawer o ynni,” eglura Gitanjali Deokar, ôl-ddoethurol yn labordy Pedro Costa a arweiniodd y gwaith. Gwneir y ffilmiau trwy broses aml-gam sy'n gofyn am dymheredd hyd at 3,200 gradd Celsius ac ni all gynhyrchu ffilmiau sy'n deneuach nag ychydig ficronau.
Mae Deokar, Costa a'u cydweithwyr wedi datblygu dull cyflym ac effeithlon o ran ynni ar gyfer gwneud dalennau graffit tua 100 nanometr o drwch. Defnyddiodd y tîm dechneg o'r enw dyddodiad anwedd cemegol (CVD) i dyfu ffilmiau graffit nanometr o drwch (NGFs) ar ffoil nicel, lle mae'r nicel yn cataleiddio trosi methan poeth yn graffit ar ei wyneb. “Fe wnaethon ni gyflawni NGF mewn cam tyfu CVD 5 munud yn unig ar dymheredd adwaith o 900 gradd Celsius,” meddai Deokar.
Gall NGF dyfu’n ddalennau hyd at 55 cm2 o ran arwynebedd a thyfu ar ddwy ochr y ffoil. Gellir ei dynnu a’i drosglwyddo i arwynebau eraill heb yr angen am haen gefnogi polymer, sy’n ofyniad cyffredin wrth weithio gyda ffilmiau graffen un haen.
Gan weithio gyda'r arbenigwr microsgopeg electron Alessandro Genovese, cafodd y tîm ddelweddau microsgopeg electron trosglwyddo (TEM) o drawsdoriadau o NGF ar nicel. “Mae arsylwi'r rhyngwyneb rhwng ffilmiau graffit a ffoil nicel yn gamp ddigynsail a bydd yn rhoi cipolwg ychwanegol ar fecanwaith twf y ffilmiau hyn,” meddai Costa.
Mae trwch NGF yn disgyn rhwng ffilmiau graffit micron-drwchus sydd ar gael yn fasnachol a graffen un haen. “Mae NGF yn ategu dalennau graffen a graffit diwydiannol, gan ychwanegu at yr arsenal o ffilmiau carbon haenog,” meddai Costa. Er enghraifft, oherwydd ei hyblygrwydd, gellir defnyddio NGF ar gyfer rheoli thermol mewn ffonau symudol hyblyg sydd bellach yn dechrau ymddangos ar y farchnad. “O’i gymharu â ffilmiau graffen, bydd integreiddio NGF yn rhatach ac yn fwy sefydlog,” ychwanegodd.
Fodd bynnag, mae gan NGF lawer o ddefnyddiau y tu hwnt i afradu gwres. Nodwedd ddiddorol a amlygwyd yn y delweddau TEM yw bod rhai rhannau o'r NGF ond yn ychydig haenau o garbon o drwch. “Yn rhyfeddol, mae presenoldeb haenau lluosog o barthau graffen yn sicrhau digon o dryloywder golau gweladwy drwy gydol y ffilm,” meddai Deoka. Damcaniaethodd y tîm ymchwil y gellid defnyddio'r NGF dargludol, tryloyw fel cydran o gelloedd solar neu fel deunydd synhwyro ar gyfer canfod nwy nitrogen deuocsid. “Rydym yn bwriadu integreiddio NGF i ddyfeisiau fel y gall weithredu fel deunydd gweithredol amlswyddogaethol,” meddai Costa.
Gwybodaeth bellach: Gitanjali Deokar et al., Twf cyflym ffilmiau graffit nanometr-drwchus ar ffoil nicel ar raddfa wafer a'u dadansoddiad strwythurol, Nanotechnoleg (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Os byddwch chi'n dod ar draws camgymeriad teipio, anghywirdeb, neu os hoffech chi gyflwyno cais i olygu cynnwys ar y dudalen hon, defnyddiwch y ffurflen hon. Ar gyfer cwestiynau cyffredinol, defnyddiwch ein ffurflen gyswllt. Am adborth cyffredinol, defnyddiwch yr adran sylwadau cyhoeddus isod (dilynwch y cyfarwyddiadau).
Mae eich barn yn bwysig i ni. Fodd bynnag, oherwydd y nifer fawr o negeseuon, ni allwn warantu ymateb personol.
Dim ond i ddweud wrth y derbynwyr pwy anfonodd yr e-bost y defnyddir eich cyfeiriad e-bost. Ni fydd eich cyfeiriad na chyfeiriad y derbynnydd yn cael eu defnyddio at unrhyw ddiben arall. Bydd y wybodaeth a nodwch yn ymddangos yn eich e-bost ac ni fydd yn cael ei storio gan Phys.org mewn unrhyw ffurf.
Derbyniwch ddiweddariadau wythnosol a/neu ddyddiol yn eich mewnflwch. Gallwch ddad-danysgrifio unrhyw bryd ac ni fyddwn byth yn rhannu eich manylion â thrydydd partïon.
Rydym yn gwneud ein cynnwys yn hygyrch i bawb. Ystyriwch gefnogi cenhadaeth Science X gyda chyfrif premiwm.
Amser postio: Medi-05-2024