Dolar 13,5906
Euro 15,3931
Altın 791,56
BİST 1.979,83
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 4 °C
Hafif Yağmurlu

Karbon Nanotüpler, Elektroniğin Dış Uzayın Zarar Veren Kozmik Radyasyonuna Dayanmasına Yardımcı Olabilir

28.10.2021
90
Karbon Nanotüpler, Elektroniğin Dış Uzayın Zarar Veren Kozmik Radyasyonuna Dayanmasına Yardımcı Olabilir
Karbon Nanotüp Bellek Yongası

Yüksek miktarda radyasyonla bombardıman edildikten sonra elektriksel özelliklerini ve hafızasını koruyan karbon nanotüplü transistörlerden bir hafıza çipi yapıldı. Kredi: ACS Nano 2021’den uyarlanmıştır, DOI: 10.1021/acsnano.1c04194

gibi uzay görevleri NASAAstronotları götürecek Orion Mars, insan keşfinin sınırlarını zorluyor. Ancak geçişleri sırasında, uzay araçları, yerleşik elektronik aksamlara zarar verebilecek ve hatta yok edebilecek sürekli bir zararlı kozmik radyasyon akışıyla karşılaşır. Gelecekteki görevleri genişletmek için, araştırmacılar ACS Nano Karbon nanotüplü transistörlerin ve devrelerin, yüksek miktarda radyasyonla bombardıman edildikten sonra elektriksel özelliklerini ve belleklerini koruyacak şekilde yapılandırılabileceğini gösterin.

Derin uzay görevlerinin ömrü ve mesafesi şu anda onları yönlendiren teknolojinin enerji verimliliği ve sağlamlığı ile sınırlıdır. Örneğin, uzaydaki sert radyasyon elektroniklere zarar verebilir ve veri hatalarına neden olabilir, hatta bilgisayarların tamamen bozulmasına neden olabilir.

Bir olasılık, karbon nanotüpleri, alan etkili transistörler gibi yaygın olarak kullanılan elektronik bileşenlere dahil etmektir. Bunlar tek-atom-kalın tüplerin, daha sıradan silikon bazlı versiyonlara kıyasla transistörleri daha enerji verimli hale getirmesi bekleniyor. Prensipte, nanotüplerin ultra küçük boyutu, bu malzemeleri içeren bellek yongalarına çarptığında radyasyonun sahip olacağı etkilerin azaltılmasına da yardımcı olmalıdır. Ancak, karbon nanotüp alan etkili transistörler için radyasyon toleransı geniş çapta çalışılmamıştır. Bu nedenle, Pritpal Kanhaiya, Max Shulaker ve meslektaşları, bu tür alan etkili transistörleri yüksek radyasyon seviyelerine dayanacak şekilde tasarlayıp üretemeyeceklerini ve bu transistörlere dayalı bellek yongaları oluşturabileceklerini görmek istediler.

Bunu yapmak için araştırmacılar, alan etkili transistörlerde yarı iletken katman olarak bir silikon levha üzerine karbon nanotüpler yerleştirdiler. Daha sonra, yarı iletken tabaka etrafında ince hafniyum oksit ve titanyum ve platin metal katmanlarından oluşan çeşitli koruma seviyelerine sahip farklı transistör konfigürasyonlarını test ettiler.

Ekip, karbon nanotüplerin hem üstüne hem de altına kalkan yerleştirmenin, transistörün elektriksel özelliklerini gelen radyasyona karşı 10 Mrad’a kadar koruduğunu buldu – bu, silikon bazlı radyasyona dayanıklı elektroniklerin çoğunun kaldırabileceğinden çok daha yüksek bir seviye. Sadece karbon nanotüplerin altına bir kalkan yerleştirildiğinde, ticari silikon bazlı radyasyona dayanıklı elektroniklerle karşılaştırılabilir olan 2 Mrad’a kadar korundular.

Son olarak, üretim kolaylığı ve radyasyon sağlamlığı arasında bir denge sağlamak için ekip, alan etkili transistörlerin alt kalkan versiyonuyla statik rastgele erişimli bellek (SRAM) yongaları oluşturdu. Transistörler üzerinde yapılan deneylerde olduğu gibi, bu bellek yongaları da silikon bazlı SRAM cihazlarıyla benzer bir X-ışını radyasyon eşiğine sahipti.

Bu sonuçlar, karbon nanotüp alan etkili transistörlerin, özellikle çift ekranlı transistörlerin, uzay araştırmaları için yeni nesil elektroniklere umut verici bir katkı olabileceğini gösteriyor.

Referans: Pritpal S. Kanhaiya, Andrew Yu, Richard Netzer, William Kemp, Derek Doyle ve Max M. Shulaker tarafından yazılan “Radyasyon Toleranslı Elektronikler için Karbon Nanotüpler”, 27 Ekim 2021, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.1c04194

Yazarlar, ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı ve Analog Devices, Inc.’den sağlanan fonları kabul ediyor.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.