Opdagelse kan hjælpe med at forlænge levetiden for elektroniske enheder: Forskningen kan føre til, at elektronik bliver designet med bedre udholdenhed

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Opdagelse kan hjælpe med at forlænge levetiden af elektroniske enheder: Forskningen kan føre til, at elektronik bliver designet med bedre udholdenhed

Elektronmikroskopibilleder viser nedbrydningen i aktion. CREDIT University of Sydney

Abstract:
Ferroelektriske materialer bruges i mange enheder, herunder hukommelser, kondensatorer, aktuatorer og sensorer. Disse enheder bruges almindeligvis i både forbruger- og industrielle instrumenter, såsom computere, medicinsk ultralydsudstyr og undervands-ekkolod.

Opdagelse kan hjælpe med at forlænge levetiden af elektroniske enheder: Forskningen kan føre til, at elektronik bliver designet med bedre udholdenhed

Sydney, Australien | Udgivet den 9. april 2021

Over tid udsættes ferroelektriske materialer for gentagne mekaniske og elektriske belastninger, hvilket fører til et progressivt fald i deres funktionalitet, hvilket i sidste ende resulterer i fejl. Denne proces omtales som 'ferroelektrisk træthed'.

Det er en hovedårsag til svigt af en række elektroniske enheder, hvor kasseret elektronik er en førende bidragyder til e-affald. På verdensplan går der hvert år titusinder af tons af defekte elektroniske enheder til losseplads.

Ved at bruge avanceret in-situ elektronmikroskopi var forskere fra School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering i stand til at observere ferroelektrisk træthed, mens den opstod. Denne teknik bruger et avanceret mikroskop til at 'se' i realtid ned til nanoskala og atomare niveauer.

Forskerne håber, at denne nye observation, beskrevet i et papir offentliggjort i Nature Communications, vil hjælpe bedre med at informere det fremtidige design af ferroelektriske nanoenheder.

"Vores opdagelse er et betydeligt videnskabeligt gennembrud, da det viser et klart billede af, hvordan den ferroelektriske nedbrydningsproces er til stede på nanoskala," sagde medforfatter professor Xiaozhou Liao, også fra University of Sydney Nano Institute.

Dr. Qianwei Huang, undersøgelsens ledende forsker, sagde: "Selvom det længe har været kendt, at ferroelektrisk træthed kan forkorte levetiden for elektroniske enheder, har det tidligere ikke været godt forstået, hvordan det opstår, på grund af mangel på passende teknologi til at observere det. ”

Medforfatter Dr. Zibin Chen sagde: "Med dette håber vi bedre at kunne informere konstruktionen af enheder med længere levetid."

Observationsfund sætter gang i ny debat

Nobelpristageren Herbert Kroemer hævdede engang berømt "Grænsefladen er enheden". Observationerne fra Sydney-forskerne kunne derfor udløse en ny debat om, hvorvidt grænseflader - som er fysiske grænser, der adskiller forskellige regioner i materialer - er en levedygtig løsning på upålideligheden af næste generations enheder.

"Vores opdagelse har indikeret, at grænseflader faktisk kunne fremskynde ferroelektrisk nedbrydning. Derfor er der behov for en bedre forståelse af disse processer for at opnå den bedste ydeevne af enheder," sagde Dr. Chen.

###

AFSLØRING:

Forskningen blev støttet af Australian Research Council til projektet, Unraveling the structural origin of cyclic fatigue in ferroelektriske materialer. Det blev faciliteret af Australian Center for Microscopy & Microanalysis ved University of Sydney.

####

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Luisa Low
61-438-021-390

@SydneyUni_Media

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: