میکرو ابرخازن‌هایی که انرژی را مستقیما در تراشه ذخیره می‌کنند

دانشمندان دانشگاه‌های درکسل و پل ساباتیه توانسته‌اند با استفاده از شیوه‌های منطبق با استاندارد ساخت لوازم الکترونیکی، ابرخازن‌های میکروسکوپی را درون یک ریزتراشه ادغام کنند.

کد خبر: ۱۲۰۳۹۷۲

تاریخ: ۰۳ اسفند ۱۳۹۴ - ۱۰:۱۳

به گزارش خبرگزاری دانا، این دستاورد به دستگاههای الکترونیکی اجازه خواهد داد تا از دوام بیشتر برخوردار شده و نیروی بیشتری برای تغذیه داشته باشند.

این تحقیق در نتیجه بیش از پنج سال تلاشی است که طی آن، دانشمندان پس از تولید دستگاه‌

های ذخیره انرژی کوچک خود اکنون آن‌ها را با استفاده از روش‌هایی که به گفته آن‌ها، به سادگی می‌تواند با شیو‌ه‌های کنونی تولید تراشه ادغام شود، درون تراشه‌های سیلیکونی قرار دهند.

محققان تصمیم گرفتند تا انرژی روی تراشه را بجای باتری‌های مینیاتوری، بر روی میکروابرخازن‌ها ذخیره کنند. ابرخازن‌های کنونی کمتر از یک دهم انرژی را در هر واحد حجم باتری‌های لیتیوم یون ذخیره می‌کنند، ‌اما قدرت خروجی بالاتری را فراهم کرده و همچنین مقاومتر هستند. برای بیشتر کاربردها،‌ محققان به دنبال جایگزین کردن کامل باتری‌ها با ابرخازن‌ها نیستند، بلکه ترکیب این دو برای دستیابی به محاسن هر دو است.

ابرخازن‌های کوچک از فیلمهای متخلخل و باریک کربن ساخته شده که بطور مستقیم بر روی یک ویفر سیلیکونی قرار گرفته‌اند و گردآورنده‌های جریان نیز از جنس کاربید تیتانیوم ساخته شده‌اند. ویژگیهای فیلم کربن مانند مقاومت، ضخامت و تنش مکانیکی می‌تواند با تغییر پارامترهای ساخت برای مطابق شدن با کاربردها و طراحی‌های خاص بهینه سازی شوند.

به گفته محققان، این نتایج برای طیف وسیعی از کاربردها و نه تنها میکرو باتری‌ها نویدبخش هستند.

نخستین کاربرد این فناوری می‌تواند شامل برچسب‌های RFID، حسگرهای از راه دور و سایر دستگاههای با نیاز به انرژی کم باشد. در خارج از جهان الکترونیک فیلمهای کربنی مورد استفاده برای ساخت ابرخازن‌ها می‌توانند همچنین برای فیلتر کردن گاز یا تصفیه و شیرین کردن آب بکار گرفته شوند.