Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Silikon gjennombrudd kan gjøre nøkkel mikrobølge teknologi mye billigere og bedre

Anonim

Forskere som bruker kraftige superdatamaskiner har funnet en måte å generere mikrobølger med billig silisium, et gjennombrudd som kan dramatisk kutte kostnader og forbedre enheter som sensorer i selvkjørende biler.

annonse


"Til nå ble dette ansett som umulig, " sa CR Selvakumar, en ingeniør professor ved University of Waterloo som foreslo konseptet for flere år siden.

Høyfrekvente mikrobølger bærer signaler i et bredt spekter av enheter, inkludert radarenheter, politiets bruk for å fange hurtigere og kollisjonssystemer i biler.

Mikrobølgene genereres vanligvis av enheter som kalles Gunn-dioder, som utnytter de unike egenskapene til dyre og giftige halvledermaterialer som galliumarsenid.

Når spenningen påføres galliumarsenid og deretter økes, øker den elektriske strømmen som går gjennom den også - men bare til et bestemt punkt. Utover dette punktet reduseres strømmen, en underlighet kjent som Gunn-effekten som resulterer i utslipp av mikrobølger.

Lederforsker Daryoush Shiri, en tidligere Waterloo doktorgradsstudent som nå jobber ved Chalmers University of Technology i Sverige, brukte beregningsnanoteknologi for å vise at samme effekt kunne oppnås med silisium.

Det nest mest omfattende stoffet på jorden, silisium ville være langt lettere å jobbe med for produksjon og koster rundt en tjueett så mye som galliumarsenid.

Den nye teknologien innebærer silikon nanotråder så liten at det ville ta 100.000 av dem samlet sammen for å likne tykkelsen på et menneskehår.

Komplekse datamodeller viste at hvis silikon nanotråder ble strukket ettersom spenning ble påført dem, kunne Gunn-effekten, og dermed utslipp av mikrobølger, bli indusert.

"Med fremkomsten av nye nano-fabriceringsmetoder, er det nå enkelt å forme massesilisium til nanotekniske former og bruke det til dette formålet, " sa Shiri.

Selvakumar sa at det teoretiske arbeidet er det første trinnet i en utviklingsprosess som kan føre til mye billigere og mer fleksible enheter for generering av mikrobølger.

Strekkemekanismen kan også fungere som en bryter for å slå på og av effekten, eller variere frekvensen av mikrobølger for en rekke nye applikasjoner som ikke engang har blitt forestilt.

"Dette er bare begynnelsen, " sa Selvakumar, professor i elektrisk og datateknikk. "Nå vil vi se hvor det går, hvordan det vil ramify."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Waterloo . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Daryoush Shiri, Amit Verma, Reza Nekovei, Andreas Isacsson, CR Selvakumar, MP Anantram. Gunn-Hilsum Effekt i mekanisk anstrengte silisium nanotråder: Tunable Negative Differential Resistance . Vitenskapelige rapporter, 2018; 8 (1) DOI: 10, 1038 / s41598-018-24387-y