Dolar 9,3183
Euro 10,8303
Altın 528,91
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Enerji Tasarruflu Elektronik Devrimi – Karbon-Nötr Bir Toplum İçin Asfaltlama Yolu

24.06.2021
69
Enerji Tasarruflu Elektronik Devrimi – Karbon-Nötr Bir Toplum İçin Asfaltlama Yolu

Yarı iletken cihazlarda elektrik alanlarının ölçülmesi: Şematik, bir GaN transistörünün kanalındaki elektrik alan dağılımını gösterir; lazer ışınları, tekniğin ikinci harmonik nesil (SHG) doğasını vurgular. Kredi bilgileri: Yuke Cao

Bristol Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, daha hızlı iletişim sistemlerine ve daha iyi enerji tasarrufu sağlayan elektroniklere izin verecek bir yöntem keşfettiler.

Bu buluş, bir yarı iletken cihazın içindeki elektrik alanının ilk kez uzaktan nasıl ölçüleceğini belirleyerek yapıldı. Yarı iletken, elektrik akımını kontrol etmek için elektronik cihazlarda kullanılabilen Silikon gibi bir malzemedir.

Şimdi, 21 Haziran 2021’de yayınlanan bu yeni çalışmada, Doğa Elektroniği, bilim adamları bu elektrik alanının tam olarak nasıl ölçüleceğini özetliyorlar, yani daha hızlı ve daha güvenilir olma potansiyeline sahip ve aynı zamanda daha enerji verimli olma potansiyeline sahip yeni nesil güç ve radyo frekansı elektronik cihazları geliştirilebilir.

Yarı iletken cihaz tasarımı, daha yaygın olarak, gerçek yaşam uygulamaları için yarı iletken cihazların üretimi için temel sağlayan bir cihaz simülasyonuna dayanmasına rağmen, deneme yanılma olabilir. Bunlar yeni ve gelişmekte olan yarı iletken malzemeler olduğunda, bu simülasyonların gerçekte ne kadar doğru ve doğru olduğu genellikle bilinmiyordu.

Bristol Üniversitesi Fizik Okulu’ndan Prof Martin Kuball şunları söyledi: “Yarı iletkenler pozitif veya negatif yükleri iletmek için yapılabilir ve bu nedenle akımı modüle etmek ve manipüle etmek için tasarlanabilir. Bununla birlikte, bu yarı iletken cihazlar Silikon ile bitmiyor, Galyum Nitrür (örneğin mavi LED’lerde kullanılır) dahil olmak üzere başkaları da var. Örneğin, bir güç hattından gelen bir AC akımını DC akımına dönüştüren bu yarı iletken cihazlar, atık ısı olarak enerji kaybına neden olur – örneğin dizüstü bilgisayarınıza bakın, güç tuğlası ısınıyor veya hatta ısınıyor. Verimliliği artırabilir ve bu atık ısıyı azaltabilirsek, enerji tasarrufu sağlarız.

“Bir elektronik cihaza voltaj uygulanır ve bunun sonucunda uygulamada kullanılan bir çıkış akımı olur. Bu elektronik cihazın içinde, bu cihazın nasıl çalıştığını ve ne kadar süre çalışacağını ve çalışmasının ne kadar iyi olduğunu belirleyen bir elektrik alanı vardır. Cihazın çalışması için çok temel olan bu elektrik alanını hiç kimse gerçekten ölçemezdi. Doğruluğunu gerçekten test edemediğiniz sürece güvenilmesi zor olan simülasyona her zaman güvenilirdi.”

Bu yeni malzemelerden iyi performans ve uzun ömürlü elektronik cihazlar yapmak için, araştırmacıların elektrik alanlarının kritik değeri aşmadığı ve bunların bozulmasına veya arızalanmasına neden olacak en uygun tasarımı bulmaları önemlidir. Uzmanlar, Silikon yerine Galyum Nitrür ve Galyum Oksit gibi yeni ortaya çıkan malzemeleri kullanmayı, sırasıyla daha yüksek frekansta ve daha yüksek voltajlarda çalışmaya izin vermeyi planlıyor, böylece enerji kaybını azaltan yeni devreler mümkün. University of Bristol grubu tarafından yayınlanan bu çalışma, bu yeni cihazlarda elektrik alanının doğrudan ölçülmesini sağlayan optik bir araç sağlayacaktır. Bu, ulusal şebekeyi besleyen güneş veya rüzgar türbini istasyonları, elektrikli arabalar, trenler ve uçaklar gibi uygulamalarda geleceğin verimli güç elektroniğinin temelini oluşturacaktır. Azaltılmış enerji kaybı, toplumların ilk etapta çok fazla enerji üretmesine gerek olmadığı anlamına gelir.

Prof Kuball, “Bu cihazların daha yüksek voltajlarda çalıştığı düşünülürse, bu aynı zamanda cihazlardaki elektrik alanlarının daha yüksek olduğu anlamına geliyor ve bu da daha kolay arızalanabilecekleri anlamına geliyor. Geliştirdiğimiz yeni teknik, cihazlar içindeki elektrik alanlarını ölçmemizi sağlayarak, cihaz simülasyonlarının doğru kalibrasyonuna izin vererek, elektronik cihazları elektrik alanlarının kritik sınırları aşmaması ve arızalanmaması için tasarlıyor.”

Prof Kuball ve ekibi, cihaz teknolojilerini ilerletmek için tekniği uygulamak için önemli endüstriyel paydaşlarla birlikte çalışmayı planlıyor. Akademik bir bağlamda, ortak oldukları 12 Milyon ABD Doları değerindeki ABD Enerji Bakanlığı (DOE) ULTRA merkezindeki ortaklarla ilişki kuracaklar ve bu tekniği ultra geniş bant aralığı cihaz teknolojisini gerçeğe dönüştürmek için kullanacaklar ve bu tekniği aşan enerji tasarrufu sağlayacaklar. dünya genelinde %10.

“Bu gelişme, Birleşik Krallık’ın ve dünyanın karbon nötr bir topluma doğru bir adım olan enerji tasarruflu yarı iletken cihazlar geliştirmesine yardımcı oluyor” diye ekledi.

Teknik, Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) projesinin bir parçası olarak geliştirildi.

Referans: Yuke Cao, James W. Pomeroy, Michael J. Uren, Feiyuan Yang ve Martin Kuball, “Mikrometre altı çözünürlükte geniş bant aralıklı yarı iletken cihazların elektrik alanı haritalaması”, 21 Haziran 2021, Doğa Elektroniği.
DOI: 10.1038 / s41928-021-00599-5

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.