Vedci vytvorili výkonnú 3D mikrobatériu pre mikročipy

Ved­ci kom­bi­ná­ciou 3D ho­log­ra­fic­kej li­tog­ra­fie a 2D fo­to­li­tog­ra­fie vy­tvo­ri­li 3D mik­ro­ba­té­riu in­teg­ro­va­teľ­nú do či­pu pre mik­roelek­tro­nic­ké za­ria­de­nia. Mik­ro­ba­té­rie mô­žu do­dá­vať ener­giu na sku­toč­nom mies­te spot­re­by ener­gie a umož­nia mi­nia­tu­ri­zá­ciu elek­tro­nic­kých za­ria­de­ní, ako aj zvý­še­nie ich vý­kon­nos­ti.

„Tá­to 3D mik­ro­ba­té­ria po­nú­ka vý­ni­moč­ný vý­kon a šká­lo­va­teľ­nosť a mys­lí­me si, že bu­de mať vý­znam v mno­hých ob­las­tiach ap­li­ko­va­nia," po­ve­dal Paul Brown, pro­fe­sor ve­dy o ma­te­riá­loch na Illi­nois­kej uni­ver­zi­te v mes­te Ur­ba­na-Cham­paign.

Mik­ro­za­ria­de­nia oby­čaj­ne vy­uží­va­jú na­pá­ja­nie mi­mo či­pu pre prob­lé­my s mi­nia­tu­ri­zá­ciou tech­no­ló­gií na ucho­vá­va­nie ener­gie. Ma­lič­ká vy­so­koe­ner­ge­tic­ká a vy­so­ko­vý­kon­ná ba­té­ria na či­pe by bo­la veľ­mi žia­du­ca pre rôz­ne za­ria­de­nia, ako sú dis­tri­buo­va­né bez­drô­to­vé sen­zo­ry a vy­sie­la­če, mo­ni­to­ry či pre­nos­né a im­plan­to­va­teľ­né zdra­vot­níc­ke po­môc­ky.

S pos­tup­ným zmen­šo­va­ním sní­ma­čov, bez­drô­to­vých ko­mu­ni­kač­ných za­ria­de­ní, sys­té­mov na mo­ni­to­ro­va­nie zdra­via a auto­nóm­nych mik­roelek­tro­me­cha­nic­kých sys­té­mov ras­tie do­pyt po mi­nia­tu­ri­zo­va­ných in­teg­ro­va­ných ener­ge­tic­kých zdro­joch.

Ho­ci ten­kovrstvo­vé ba­té­rie sú vhod­né na in­teg­rá­ciu na čip, ich ener­gia a vý­kon na jed­not­ku plo­chy sú ob­me­dze­né. Troj­roz­mer­né elek­tró­do­vé konštruk­cie ma­jú po­ten­ciál po­núk­nuť ove­ľa viac vý­ko­nu a ener­gie na jed­not­ku plo­chy. No pred­chá­dza­jú­ce sna­hy vied­li k pro­to­ty­pom 3D mik­ro­ba­té­rií s pev­ný­mi elek­tró­da­mi, a te­da s níz­kym vý­ko­nom.

No­vá 3D mik­ro­ba­té­ria je vy­ro­be­ná kom­bi­ná­ciou 3D ho­log­ra­fic­kej li­tog­ra­fie s kon­ven­čnou fo­to­li­tog­ra­fiou, čo umož­ňu­je pries­to­ro­vé roz­mies­tne­nie elek­tród na pod­kla­de. Tak­to vy­tvo­re­ná mik­ro­ba­té­ria vy­ká­za­la pô­so­bi­vý vý­kon - špič­ko­vý prúd 500 μA z ba­té­rie s hrúb­kou 10 μm a plo­chou 4 mm2 (200 cyk­lov pri 12 % úbyt­ku ka­pa­ci­ty).

microbattery_scheme.jpg

Vďa­ka 3D ho­log­ra­fic­kej tech­ni­ke vzo­ro­va­nia, v kto­rej nie­koľ­ko op­tic­kých lú­čov inter­fe­ru­je vnút­ri fo­to­re­zis­ten­tnej lát­ky, sa vy­tvá­ra žia­du­ca 3D štruk­tú­ra, ba­té­ria má pra­vi­del­ne štruk­tú­ro­va­né po­réz­ne elek­tró­dy, čo uľah­ču­je rých­ly pre­nos elek­tró­nov a iónov v ba­té­rii, kto­rá po­nú­ka vý­kon po­dob­ný su­per­kon­den­zá­to­ru.

Ved­ci z Illi­nois­kej uni­ver­zi­ty vy­tvo­ri­li účin­nú me­tó­du vý­ro­by, kto­rá je kom­pa­ti­bil­ná so sú­čas­ný­mi vý­rob­ný­mi tech­no­ló­gia­mi v ob­las­ti mik­roelek­tro­ni­ky.


Ohodnoťte článok:
 
 
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

Do 5 ro­kov si mož­no po­chut­ná­me na bio­tech­no­lo­gic­kom mä­se vy­pes­to­va­nom v la­bo­ra­tó­riu
Startup s názvom Memphis Meats zo San Francisca sa chystá vyrábať širokú škálu mäsových výrobkov pripravovaných v laboratóriách určených na to. čítať »
 
Stre­doš­ko­lá­ci bu­dú skú­mať mik­ro­čas­ti­ce. Po­kú­sia sa vy­sto­po­vať Hig­gsov bo­zón
Celosvetový program Masterclasses otvára mladým výskumníkom dvere do špičkovej fyziky. čítať »
 
VE­DA: Na pod­po­ru vý­sku­mu v pod­ni­koch vy­čle­ni­li 200 mi­lió­nov eur
Podnikateľská sféra sa v spolupráci s vedecko-výskumnými inštitúciami, SAV, vysokými školami či neziskovými organizáciami bude môcť uchádzať prostredníctvom Výskumnej agentúry o peniaze z nového Operačného programu Výskum a inovácie. čítať »
 
VE­DA: Vy­hlá­si­li 19. roč­ník sú­ťa­že Ve­dec ro­ka SR
Centrum vedecko-technických informácií SR, Slovenská akadémia vied a Zväz slovenských vedecko-technických spoločností vyhlásili 19. ročník súťaže Vedec roka SR. čítať »
 
Chla­de­nie server­ov mor­skou vo­dou. Mic­ro­soft tes­to­val pod­mor­ské dá­to­vé cen­trum
Myšlienka umiestniť počítače do uzavretých nádrží a ponoriť ich do vody nie je nová. No výskumníci Microsoftu teraz prišli ako prví s nápadom prevádzkovať celé dátové centrum pod hladinou oceánu. čítať »
 
Fľa­ša, kto­rá pre­me­ní vzduch vo svo­jom vnút­ri na pit­nú vo­du
Šikovnú fľašu Fontus navrhol rakúsky priemyselný dizajnér Kristof Retezá a jej výnimočnosť spočíva v tom, že dokáže premeniť vzduch vo svojom vnútri na pitnú vodu. čítať »
 
Smar­tfó­ny ov­plyv­ňu­jú náš spá­nok viac než ko­feín
Vedci uverejnili už niekoľko štúdií o tom, ako smartfóny, tablety a počítače ovplyvňujú náš spánok. Tieto zariadenia vyžarujú takzvané modré svetlo, ktoré narúša funkciu melatonínu, hormónu spánku. čítať »
 
VESMÍR: Ob­ja­vi­li za­tiaľ naj­väč­ší so­lár­ny sys­tém
Medzinárodný tím astronómov objavil zatiaľ najväčší solárny systém pozostávajúci z červeného trpaslíka a veľkej plynnej exoplanéty, ktorá svoju hviezdu obieha vo vzdialenosti približne bilión kilometrov. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter