Παρασκευή 19 Αυγούστου 2022
  • Αφιερώματα
  • Συνεντεύξεις
  • Κινηματογράφος
  • Θέατρο
  • Βιβλίο
  • Διαγωνισμοί
MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά
MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά
  • MAXMAG
    • Σχετικά με εμάς
    • Πολιτική απορρήτου
    • Widget+
    • Newsletter
    • Δελτία Τύπου
    • Επικοινωνία
    • Γίνε αρχισυντάκτης
    • Γίνε αρθρογράφος
    • #Egrapses
    • Next Chapter
  • ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΣ
    • Αφιερώματα
    • Συνεντεύξεις
    • Πολιτισμός
    • Κοινωνία
    • Βιβλίο
    • Εκπαίδευση
    • Ειδική Αγωγή
    • Φιλοσοφία
    • Ιστορία
    • Μουσεία
    • Πρόσωπα
    • Festival
    • Γλώσσα
    • Περιβάλλον
  • ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ
    • Κινηματογράφος
    • Μουσική
    • Θέατρο
    • Τηλεόραση
    • Γαστρονομία
    • Φωτογραφία
    • Gaming
  • LIFE & STYLE
    • Μηχανοδήγηση
    • Σώμα & Υγεία
    • Γαστρονομία
    • Μόδα & Ομορφιά
    • Design
    • Ψυχολογία
    • Αψυχολόγητα
    • Επιχειρηματικότητα
    • Καρίερα
  • ΕΠΙΣΤΗΜΗ
    • Επιστήμη
    • Τεχνολογία
    • Ψυχολογία
  • ΕΞΕΡΕΥΝΩ
    • Ταξίδια
    • Άγνωστη Ελλάδα
    • City Guide
  • PLUS
    • Next Chapter
    • #Egrapsa
    • Διαγωνισμοί
    • Podcasts
    • QUIZ
Τεχνολογία

Νέα μορφή πυριτίου για συσκευές επόμενης γενιάς

by Δημοσθένης Γκερλιώτης 22 Ιουνίου 2021
 Νέα μορφή πυριτίου για συσκευές επόμενης γενιάς

Μια ομάδα με επικεφαλής τους Thomas Shiell και τον Timothy Strobel του Carnegie Institution for Science ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο μέσα από την οποία μπορούν να συνθέσουν μια νέα μορφή πυριτίου με εξαγωνική δομή που θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ηλεκτρονικών και ενεργειακών συσκευών επόμενης γενιάς με βελτιωμένες ιδιότητες που υπερβαίνουν αυτές της “κανονικής” κυβικής μορφής πυριτίου που χρησιμοποιείται σήμερα.

Το έργο τους δημοσιεύεται στο Physical Review Letters.

Το πυρίτιο παίζει πολύ μεγάλο ρόλο στην ανθρώπινη ζωή. Είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της Γης. Όταν συνδυάζεται με άλλα στοιχεία, είναι απαραίτητο για πολλά έργα κατασκευής και υποδομής. Και σε καθαρή στοιχειώδη μορφή, είναι αρκετά σημαντικό για τον υπολογισμό και ότι ο μακροχρόνιος τεχνολογικός κόμβος των ΗΠΑ – η Silicon Valley της Καλιφόρνιας – πήρε το παρατσούκλι του προς τιμήν του.

Όπως όλα τα στοιχεία, το πυρίτιο μπορεί να λάβει διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές, που ονομάζονται αλλότροπες, με τον ίδιο τρόπο που ο μαλακός γραφίτης και το εξαιρετικά σκληρό διαμάντι είναι και οι δύο μορφές άνθρακα. Η μορφή του πυριτίου που χρησιμοποιείται πιο συχνά σε ηλεκτρονικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων υπολογιστών και των ηλιακών συλλεκτών, έχει την ίδια δομή με το διαμάντι. Παρά την πανταχού παρουσία του, αυτή η μορφή πυριτίου δεν είναι πραγματικά πλήρως βελτιστοποιημένη για εφαρμογές επόμενης γενιάς, συμπεριλαμβανομένων τρανζίστορ υψηλής απόδοσης και ορισμένων φωτοβολταϊκών συσκευών.

Αν και υπάρχουν θεωρητικά πολλά διαφορετικά αλλοτρόπα πυριτίου με βελτιωμένες φυσικές ιδιότητες, μόνο στην πράξη υπάρχει μια χούφτα δεδομένης της έλλειψης γνωστών συνθετικών οδών που είναι επί του παρόντος προσβάσιμες.

Το εργαστήριο του Strobel είχε προηγουμένως αναπτύξει μια επαναστατική νέα μορφή πυριτίου, που ονομάζεται Si24, η οποία έχει ένα ανοιχτό πλαίσιο που αποτελείται από μια σειρά μονοδιάστατων καναλιών. Σε αυτό το νέο έργο, οι Shiell και Strobel οδήγησαν μια ομάδα που χρησιμοποίησε το Si24 ως σημείο εκκίνησης σε ένα μονοπάτι σύνθεσης πολλαπλών σταδίων που οδήγησε σε πολύ προσανατολισμένους κρυστάλλους σε μια μορφή που ονομάζεται 4Η-silicon, που ονομάστηκε για τα τέσσερα επαναλαμβανόμενα στρώματα σε μια εξαγωνική δομή.

“Το ενδιαφέρον για το εξαγωνικό πυρίτιο χρονολογείται από τη δεκαετία του 1960, λόγω της δυνατότητας συντονισμένων ηλεκτρονικών ιδιοτήτων, οι οποίες θα μπορούσαν να βελτιώσουν την απόδοση πέρα από την κυβική μορφή“, εξήγησε ο Strobell.

Οι εξαγωνικές μορφές πυριτίου έχουν συντεθεί προηγουμένως, αλλά μόνο μέσω της εναπόθεσης λεπτών μεμβρανών ή ως νανοκρυστάλλων που συνυπάρχουν με διαταραγμένο υλικό. Η πρόσφατα αποδεδειγμένη διαδρομή Si24 παράγει τους πρώτους υψηλής ποιότητας χύδην κρυστάλλους που χρησιμεύουν ως βάση για μελλοντικές ερευνητικές δραστηριότητες.

Χρησιμοποιώντας το προηγμένο υπολογιστικό εργαλείο που ονομάζεται PALLAS, το οποίο είχε προηγουμένως αναπτυχθεί από μέλη της ομάδας για να προβλέψει δομικές διαδρομές μετάβασης – όπως πώς το νερό γίνεται ατμός όταν θερμαίνεται ή πάγος όταν παγώνει – η ομάδα μπόρεσε να κατανοήσει τον μηχανισμό μετάβασης από Si24 σε 4H-Si, και η δομική σχέση που επιτρέπει τη διατήρηση των πολύ προσανατολισμένων κρυστάλλων προϊόντων.

“Εκτός από την επέκταση του θεμελιώδους ελέγχου μας στη σύνθεση νέων δομών, η ανακάλυψη χύδην κρυστάλλων πυριτίου 4Η ανοίγει την πόρτα σε συναρπαστικές μελλοντικές ερευνητικές προοπτικές για συντονισμό των οπτικών και ηλεκτρονικών ιδιοτήτων μέσω της μηχανικής καταπόνησης και της στοιχειακής αντικατάστασης“, δήλωσε ο Shiell. “Θα μπορούσαμε δυνητικά να χρησιμοποιήσουμε αυτήν τη μέθοδο για να δημιουργήσουμε κρυστάλλους σπόρων για να μεγαλώσουμε μεγάλους όγκους της δομής 4Η με ιδιότητες που πιθανώς υπερβαίνουν εκείνες του πυριτίου με διαμάντια“.

Επιστημονικό Άρθρο:

Thomas B. Shiell, Li Zhu, Brenton A. Cook, Jodie E. Bradby, Dougal G. McCulloch, Timothy A. Strobel. Bulk Crystalline 4H-Silicon through a Metastable Allotropic Transition. Physical Review Letters, 2021.

 


ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ ΤΟ:

Δημοσθένης Γκερλιώτης

author

Σπούδασα Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης (Ε.Κ.Π.Α.) με μεταπτυχιακή ειδίκευση στις σπουδές Επιστήμης και Τεχνολογίας (STS), τα ενδιαφέροντα μου είναι τα θέματα Βιοεπιστημών, Τεχνολογίας, Επιστημολογίας.

Μόλις ανέβηκαν
Νησιωτικη Ελλαδα

Αίγινα: Ένα οδοιπορικό στο στολίδι του Αργοσαρωνικού

18 Αυγούστου 2022
City Guide

Πεσκέσι: Ένα αυθεντικό εστιατόριο κρητικής κουζίνας

18 Αυγούστου 2022
Εκπαίδευση

Τα χρώματα στην Ελληνική ποίηση

18 Αυγούστου 2022
Βιβλίο

Τι βιβλίο κρατά το Άγαλμα της Ελευθερίας;

18 Αυγούστου 2022

Μην χάσεις
Τεχνολογία

Το πρώτο κβαντικό κύκλωμα είναι γεγονός

Τεχνολογία

Μηχανικοί κατασκευάζουν τσιπ τεχνητής νοημοσύνης

Τεχνολογία

Η Apple σταματά την παραγωγή του iPod!

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Τεχνολογία

Το πρώτο κβαντικό κύκλωμα είναι γεγονός

Τεχνολογία

Μηχανικοί κατασκευάζουν τσιπ τεχνητής νοημοσύνης

Τεχνολογία

Η Apple σταματά την παραγωγή του iPod!

Τεχνολογία

Η Verbatim κυκλοφόρησε έναν SSD μονής εγγραφής

Τεχνολογία

Έρευνα για νευρομορφικούς υπολογιστές με βάση το μέλι

Τεχνολογία

Πως λειτουργεί ο αλγόριθμος του Instagram;

Τεχνολογία

Τι είδαμε στο φετινό event της Apple

Τεχνολογία

Η Vivo έρχεται επισήμως στην Ελλάδα τον Μάιο

MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά MAXMAG | Πολιτισμός, Τέχνες, Διασκέδαση, Ομορφιά

MAX MAGAZINE

Σχετικά με εμάς
Newsletter
Πολιτική Απορρήτου

Έλα κοντά μας

Γίνε αρθρογράφος
Γίνε αρχισυντάκτης
Egrapses
Επικοινωνία
Δελτία Τύπου

ΑΝΕΒΗΚΕ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ

Περιβάλλον

Ωφέλιμα έντομα και βιολογική καταπολέμηση εχθρών των καλλιεργειών

Προτάσεις Σειρών

Ως πότε θα είναι υποτιμημένο το “Gotham”;

Αψυχολόγητα

Ωριμάζω και αλλάζω

Βιβλίο

Ώρες των Άστρων, ένα καλλιτέχνημα σπάνιας ποιητικής σκέψης

MAX Κατηγορίες

Πολιτισμός
Αφιερώματα
Βιβλίο
Κινηματογράφος
Θέατρο
Τηλεόραση
Ταξίδια
City Guide
Άγνωστη Ελλάδα
Γαστρονομία
Σώμα κ Υγεία
COPYRIGHT © 2018 - 2022 / ΒΥ MAXMAG ALL RIGHTS RESERVED