Ontdekking kan helpen de levensduur van elektronische apparaten te verlengen: het onderzoek kan ertoe leiden dat elektronica wordt ontworpen met een beter uithoudingsvermogen

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Ontdekking kan de levensduur van elektronische apparaten helpen verlengen: het onderzoek zou ertoe kunnen leiden dat elektronica met een beter uithoudingsvermogen wordt ontworpen

Elektronenmicroscopiebeelden tonen de degradatie in actie. CREDIT Universiteit van Sydney

Abstract:
Ferro-elektrische materialen worden in veel apparaten gebruikt, waaronder geheugens, condensatoren, actuatoren en sensoren. Deze apparaten worden vaak gebruikt in zowel consumenten- als industriële instrumenten, zoals computers, medische echografieapparatuur en onderwatersonars.

Ontdekking kan de levensduur van elektronische apparaten helpen verlengen: het onderzoek zou ertoe kunnen leiden dat elektronica wordt ontworpen met een beter uithoudingsvermogen

Sydney, Australië | Geplaatst op 9 april 2021

Na verloop van tijd worden ferro-elektrische materialen onderworpen aan herhaalde mechanische en elektrische belasting, wat leidt tot een geleidelijke afname van hun functionaliteit, wat uiteindelijk tot falen leidt. Dit proces wordt 'ferro-elektrische vermoeidheid' genoemd.

Het is een hoofdoorzaak van het falen van een reeks elektronische apparaten, waarbij afgedankte elektronica de grootste bijdrage levert aan elektronisch afval. Wereldwijd belanden jaarlijks tientallen miljoenen tonnen defecte elektronische apparaten op de vuilstort.

Met behulp van geavanceerde in-situ elektronenmicroscopie konden de onderzoekers van de School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering ferro-elektrische vermoeidheid observeren terwijl deze zich voordeed. Deze techniek maakt gebruik van een geavanceerde microscoop om in realtime te 'zien' tot op nanoschaal en atomair niveau.

De onderzoekers hopen dat deze nieuwe waarneming, beschreven in een artikel gepubliceerd in Nature Communications, zal helpen het toekomstige ontwerp van ferro-elektrische nanoapparaten beter te informeren.

“Onze ontdekking is een belangrijke wetenschappelijke doorbraak omdat het een duidelijk beeld geeft van hoe het ferro-elektrische degradatieproces op nanoschaal aanwezig is”, zegt co-auteur professor Xiaozhou Liao, eveneens van het Nano Institute van de Universiteit van Sydney.

Dr. Qianwei Huang, hoofdonderzoeker van het onderzoek, zei: “Hoewel het al lang bekend is dat ferro-elektrische vermoeidheid de levensduur van elektronische apparaten kan verkorten, is de manier waarop dit ontstaat tot nu toe niet goed begrepen, vanwege een gebrek aan geschikte technologie om dit waar te nemen. ”

Co-auteur dr. Zibin Chen zei: “Hiermee hopen we de engineering van apparaten met een langere levensduur beter te kunnen informeren.”

Observatiebevindingen leiden tot nieuw debat

Nobelprijswinnaar Herbert Kroemer zei ooit: “De interface is het apparaat”. De observaties van de onderzoekers uit Sydney zouden daarom een nieuw debat kunnen op gang brengen over de vraag of interfaces – fysieke grenzen die verschillende gebieden in materialen scheiden – een haalbare oplossing zijn voor de onbetrouwbaarheid van apparaten van de volgende generatie.

“Onze ontdekking heeft aangetoond dat interfaces de ferro-elektrische degradatie daadwerkelijk kunnen versnellen. Daarom is een beter begrip van deze processen nodig om de beste prestaties van apparaten te bereiken”, aldus dr. Chen.

###

OPENBAARMAKING:

Het onderzoek werd ondersteund door de Australian Research Council voor het project, Unraveling the structural origin of cyclic vermoeidheid in ferro-elektrische materialen. Het werd mogelijk gemaakt door het Australian Centre for Microscopie & Microanalysis van de Universiteit van Sydney.

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Luisa Laag
61-438-021-390

@SydneyUni_Media

Auteursrecht © Universiteit van Sydney

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: