СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-3

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2011 Новости мира News of the World Новости мира Графен и ITO могут сделать топливные ячейки дешевле и надёжнее Похоже, графен видится учёным своеоб разным «философским камнем» – к чему бы его ни применяли, всегда должно полу читься золото. Ну, или эликсир вечной мо лодости, на худой конец… Действительно ли графен такой замечательный и универ сальный материал – покажет только время и дальнейшие разработки. Одна из послед них – попытка использовать графен в топ ливных ячейках для улучшения их прочнос ти и снижения стоимости. Центром ячейки является химический ка тализатор, в качестве которого часто ис пользуется платина. Катализатор наносят на поддерживающую подложку из углерода. Хорошая поддерживающая подложка позво ляет платине равномерно расположиться по поверхности, что увеличивает площадь по верхности взаимодействия катализатора с участвующими в реакции газами. Кроме то го, подложка должна обладать хорошими электропроводящими свойствами. Проблема при использовании углерода заключается в том, что атомы платины имеют тенденцию собираться на нём «ком ками», кроме того, вода со временем унич тожает углерод подложки. Есть и другой способ изготовления топливных ячеек, предполагающий замену углерода на окси ды металлов – они более стабильны, да и катализатор на них ложится ровнее. Об ратной стороной медали выступает низкая проводимость и трудности при получении строго необходимого оксида. Предложенный учёными Университета Принстона (Princeton University) и Северо западной тихоокеанской национальной ла боратории Министерства энергетики США (US DOE’s Pacific Northwest National Labo ratory) вариант топливной ячейки исполь зует в качестве подложки комбинацию гра фена и оксида индия олова (ITO). В данный момент исследователи проводят испыта ния экспериментальных ячеек на предмет того, как они проявят себя в условиях ре альной эксплуатации, включая тестирова ние долговечности, надёжности и эффек тивности. Будем надеяться, что со време нем это приведёт к появлению недорогих топливных ячеек, пригодных к серийному производству. http://www.graphene info.com/ Нанолазеры теперь выращивают прямо на кремнии Исследователи из Университета Кали форнии в Беркли (University of California, Berkeley) разработали технологию выра щивания нанолазеров непосредственно на поверхности кремния. Это достижение мо жет привести к созданию нового класса чипов в области микропроцессоров, опто электроники и биохимии. В поисках заме ны традиционных проводников для схем на чипах разработчики всё чаще обращают свой взгляд на оптическую электронику. Более высокая скорость передачи данных и отсутствие электрического сопротив ления делают оптические межсоединения оптимальным решением для преодоления узких мест связи как внутри самого чипа, так и между чипами. С другой стороны, вся электронная про мышленность жёстко завязана на кремний и соответствующие технологические процессы. Но сам кремний мало приспособлен для ра боты в качестве источника света. Традицион но светоизлучающие приборы и лазеры изго тавливают из полупроводников группы III V. Вырастить источник света непосредственно на кремнии сложно из за того, что соответ ствующая технология осаждения полупровод ников III V включает горячуюфазу с темпера турой более 700°С. При таких условиях нару шается целостность кристалла, и создание чипа на нём становится невозможным. Инженеры из Беркли, используя метод металл органического химического осаж дения, нашли способ вырастить нанолазер из арсенида галлия и индия на кремнии при температуре около 400°С. Аналогич ный метод применяется при производстве солнечных батарей и считается относи тельно недорогим и технологичным. Представленный разработчиками обра зец инфракрасного лазера с длиной волны 950 нм работает при комнатной температу ре. Гексагональную форму кристаллу при дают для усиления эффекта резонанса и соответствующей генерации когерентного излучения. http://www.graphene info.com/ Листы графена могут эффективно отталкивать или притягивать воду Учёные продолжают открывать новые свойства графена. Исследователи из Уни верситета Вандербильта (Vanderbilt Univer sity) уверены, что этот перспективный материал можно использовать не только в качестве заменителя кремния при произ водстве электроники. Подтверждением этому являются результаты экспериментов, в ходе которых выяснилось, что слой гра фена можно наделить как гидрофильными, так и гидрофобными свойствами, в за висимости от структуры поверхности ма териала. Чтобы получить графен, учёные ис пользовали технику электрофоретичес кого осаждения – для создания плёнки из наночастиц применяют электрическое поле в жидкой среде. Исследователи вы яснили, что, варьируя водородный пока затель (pH) и напряжение в процессе изготовления, можно заставить части цы оксида графена располагаться тем или иным образом. Очень ровная на атомарном уровне поверхность, назван ная «ковром», заставляет попадающую на неё воду располагаться тонкой ров ной плёнкой. Другая пара характеристик «напряжение – водородный показатель» приводит к тому, что частицы собирают ся в «кирпичи», формируя неровную и «ухабистую» поверхность. Когда на неё попадает вода, она собирается в шари ки и сбегает. Практические перспективы открытия учёных весьма широки. Поскольку лист графена прозрачен, его можно нанести на ветровое стекло автомобиля, и тогда отпадёт надобность в использовании стеклоочистителей. В программе также самоочищающиеся стёкла очков, водо отталкивающая одежда и корпуса кораб лей, крайне эффективно скользящих по воде. Впрочем, данными о стоимости производства графена таким способом учёные не делятся. Надеемся, это не ста нет крупным препятствием на пути к реализации вышеперечисленных тех нологий. http://www.graphene info.com/ © СТА-ПРЕСС