Oppdagelse kan bidra til å forlenge levetiden til elektroniske enheter: Forskningen kan føre til at elektronikk blir utformet med bedre utholdenhet

Publisert av Platon

Følgere: 0

Hjemprodukt > Press > Oppdagelse kan bidra til å forlenge levetiden til elektroniske enheter: Forskningen kan føre til at elektronikk blir utformet med bedre utholdenhet

Elektronmikroskopibilder viser nedbrytningen i aksjon. CREDIT University of Sydney

Abstrakt:
Ferroelektriske materialer brukes i mange enheter, inkludert minner, kondensatorer, aktuatorer og sensorer. Disse enhetene brukes ofte i både forbruker- og industrielle instrumenter, for eksempel datamaskiner, medisinsk ultralydutstyr og undervannssonarer.

Discovery kan bidra til å forlenge levetiden til elektroniske enheter: Forskningen kan føre til at elektronikk blir designet med bedre utholdenhet

Sydney, Australia | Lagt ut 9. april 2021

Over tid utsettes ferroelektriske materialer for gjentatte mekaniske og elektriske belastninger, noe som fører til en progressiv reduksjon i funksjonaliteten, som til slutt resulterer i feil. Denne prosessen blir referert til som "ferroelektrisk tretthet".

Det er en hovedårsak til feil på en rekke elektroniske enheter, med kassert elektronikk som en ledende bidragsyter til e-avfall. Globalt går titalls millioner tonn med defekte elektroniske enheter til deponi hvert år.

Ved å bruke avansert in-situ elektronmikroskopi, var forskere fra School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering i stand til å observere ferroelektrisk tretthet mens den oppsto. Denne teknikken bruker et avansert mikroskop for å 'se', i sanntid, ned til nanoskala og atomnivå.

Forskerne håper denne nye observasjonen, beskrevet i en artikkel publisert i Nature Communications, vil bidra til bedre å informere om fremtidens design av ferroelektriske nanoenheter.

"Oppdagelsen vår er et betydelig vitenskapelig gjennombrudd ettersom den viser et klart bilde av hvordan den ferroelektriske nedbrytningsprosessen er til stede på nanoskala," sa medforfatter professor Xiaozhou Liao, også fra University of Sydney Nano Institute.

Dr Qianwei Huang, studiens ledende forsker, sa: "Selv om det lenge har vært kjent at ferroelektrisk tretthet kan forkorte levetiden til elektroniske enheter, har det tidligere ikke vært godt forstått hvordan det oppstår, på grunn av mangel på passende teknologi for å observere det. ”

Medforfatter Dr Zibin Chen sa: "Med dette håper vi å bedre kunne informere konstruksjonen av enheter med lengre levetid."

Observasjonsfunn vekker ny debatt

Nobelprisvinneren Herbert Kroemer hevdet en gang "grensesnittet er enheten". Observasjonene fra Sydney-forskerne kan derfor utløse en ny debatt om hvorvidt grensesnitt – som er fysiske grenser som skiller forskjellige regioner i materialer – er en levedyktig løsning på upåliteligheten til neste generasjons enheter.

"Vår oppdagelse har indikert at grensesnitt faktisk kan øke hastigheten på ferroelektrisk nedbrytning. Derfor er det nødvendig med bedre forståelse av disse prosessene for å oppnå den beste ytelsen til enhetene, sa Dr Chen.

# # #

FORMIDLING:

Forskningen ble støttet av Australian Research Council for prosjektet, Unraveling the structural origin of cyclic fatigue in ferroelektriske materialer. Det ble tilrettelagt av Australian Center for Microscopy & Microanalysis ved University of Sydney.

####

For mer informasjon, klikk her.

Kontakter:
Luisa Low
61-438-021-390

@SydneyUni_Media

Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.

Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.

Bokmerke: