211service.com
Išplečiamas silicis
Naujas silicio pagrindu pagamintų lustų dizainas leidžia mechaniškai ištempti jas, kad padengtų didelius plotus. Iš šių išplėstų lustų, kurie gali būti tūkstančius kartų didesni už originalą, būtų galima gaminti pigesnes saulės baterijas, jutiklių tinklus ir plokščiaekranius televizorius.
Traškučių auginimas: Tyrėjai sukūrė lustus (viršuje), kuriuos galima išplėsti, kad būtų galima pritaikyti dideliems plotams (apačioje).
Stenfordo universiteto mokslininkų sukurti lustai susideda iš laisvai plaukiojančių silicio salelių, apsuptų silicio vielos ritėmis. Kiekvieną salą galima apdoroti tranzistorius, jutiklius ar medžiagas mažiems saulės elementams. Užtraukus lusto kampus, ritės aplink silicio salas išsivynioja. Kai jie tai daro, salos, kurios prasideda beveik liesdamos viena kitą, išsiskleidžia. Galutinis rezultatas yra tinklinis silicio prietaisų rinkinys.
Iki šiol mokslininkai pademonstravo masyvus, kurie yra 50 kartų didesni už pradinį lustą, tačiau juos ribojo jų laboratorinės įrangos dydis. Petras Peumanas , Stenfordo elektrotechnikos profesorius, vadovavęs darbui, teigia, kad lustai gali būti pagaminti taip, kad išsiplėstų tūkstančius ar net dešimtis tūkstančių kartų. Peumano darbai šią savaitę buvo pristatyti Tarptautiniame elektroninių prietaisų susitikime Vašingtone, DC.
Silicio tinkleliai: Naudodami įprastus silicio apdorojimo metodus, Stanfordo universiteto mokslininkai sukūrė lustus, sudarytus iš silicio salelių, apsuptų silicio ritėmis. Viršutiniame kairiajame paveikslėlyje parodyta viena tokia silicio sala, o apatiniame kairiajame paveikslėlyje parodyta visa lustas, sudarytas iš šių salų masyvo. Patraukus lusto kampus, ritės išsivynioja, o salelės išsiskleidžia. Baigtas tinklas rodomas apatiniame dešiniajame kampe. Viršutiniame dešiniajame paveikslėlyje rodomos visiškai išvyniotos ritės.
Darbas apima integrinių grandynų koncepciją, kuri buvo tokia sėkminga mikroelektronikoje, ir pritaikyti ją didelės srities programoms. Marcas Baldo , MIT elektrotechnikos profesorius. Puslaidininkių pramonė puikiai supakavo daugiau didelio našumo tranzistorių į tam tikrą erdvę, sumažindama vieno tranzistoriaus kainą. Tačiau daugelis programų reikalauja, kad tranzistoriai ir kiti silicio įrenginiai būtų labiau paskirstyti.
Pavyzdžiui, plokščiaekraniuose televizoriuose reikia milijonų tranzistorių, išskirstytų kiekvienam pikseliui valdyti. LCD televizoriams buvo galima naudoti santykinai žemo našumo tranzistorius, kurie gali būti pagaminti ant didelių stiklo gabalų nusodinant amorfinį silicį. Tačiau naujos kartos ryškesniems, spalvingesniems ir energiją taupantiems ekranams, pvz., organiniams LED ekranams, reikalingi daug didesnio našumo tranzistoriai, sukurti iš aukštesnės klasės silicio, o tai gali būti labai brangu, todėl nepraktiška padengti visą ekraną tai. Taikant Peumano metodą, būtų galima naudoti tik nedidelį aukštos kokybės silicio kiekį ir taip sumažinti išlaidas. Be to, įrenginiai jau sujungti. Tai svarbus pranašumas, palyginti su kai kuriais kitais didelio ploto elektronikos gamybos būdais, nes didelio ploto elektronikos prijungimas gali būti labai brangus, sako Baldo.
Galimybė naudoti mažiau silicio ir sudaryti tvarkingus iš anksto sujungtų silicio prietaisų matricas taip pat gali būti naudinga gaminant pigesnes saulės baterijas. Įprastose saulės baterijose šviesa sugeriama, nes visa plokštė padengta aukštos kokybės siliciu. Dabar daugelis kompanijų mažina silicio kiekį, reikalingą koncentruodami saulės šviesą ant mažesnių silicio lustų. Pavyzdžiui, viena įmonė gamina daugybę mažų lęšių, kurie fokusuoja šviesą į dar mažesnius silicio saulės elementus. Peumansas teigia, kad jo metodas siūlo pigesnį tokių saulės elementų matricų gamybos būdą. Anksčiau šiais metais jis įkūrė įmonę NetCrystal, įsikūrusią Mauntinvyje, Kalifornijoje, kad gamintų tokias plokštes, kurias, jo manymu, galima sukurti už trečdalį šiandieninių plokščių kainos.
Peumans taip pat dirba su Boeing sukurti jutiklių tinklus lėktuvams. Tikslas – paskirstyti didelio našumo silicio pagrindu veikiančius jutiklius tarp sudėtinių medžiagų sluoksnių, sudarančių naujų orlaivių, pvz., „Boeing 787“, sparnus ir kitas dalis. Šie jutikliai būtų naudojami nustatant, ar medžiagos netrūkinėja, sluoksniuojantis. Jutikliai gali sutrumpinti patikrinimų prastovą ir padėti techninės priežiūros komandai anksčiau pastebėti problemas, sako Peumansas.
Peumans technologija nėra pirmasis bandymas sukurti didelio ploto elektroniką. Tačiau naudojant kitus metodus dažniausiai gaminami prietaisai, kurie gerokai neatitinka lustinio vienkristalinio silicio našumo. Pavyzdžiui, kai kurie tyrėjai kuria nebrangius metodus, kuriuose naudojami komerciniai spausdinimo būdai neorganiniams arba organiniams puslaidininkiniams dažams nusodinti. Tačiau geriausi neorganinio rašalo įrenginiai veikia maždaug dydžiu blogiau nei vieno kristalinio silicio, o organinio rašalo tranzistoriai yra tūkstantį kartų blogesni.
Didžiausia kliūtis kuriant Peumano metodą buvo parodyti, kad ritės aplink silicio salas bus pakankamai tvirtos, kad nesulūžtų joms atsisukant, tačiau jis pademonstravo būdą, kaip apdoroti ritinius, kad jie būtų stipresni. Kitas žingsnis – pademonstruoti veikiančius įrenginius. Jis jau sukūrė saulės elementų prototipą ir bendradarbiauja kurdamas kitas programas.