Image
15.5.2015 0 Comments

Vedci vytvorili výkonnú 3D mikrobatériu pre mikročipy

3d_microbattery.jpg 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.


Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum 5

Štúdia: Rozsiahla obnova lesov by mohla výrazne spomaliť globálne otepľovanie

10.07.2019 00:05

Už neraz sme počuli, že výsadba stromov môže pomôcť zachrániť svet pred globálnym otepľovaním. Teraz sú k dispozícii aj údaje o tom, že ak vysadíme správne druhy stromov v správnych pôdnych typoch po ...

Výskum 1

Nanoorganizmy poháňané svetlom konzumujú oxid uhličitý a vytvárajú ekologické plasty a ešte aj palivo

04.07.2019 00:05

Výskumníci z University of Colorado Boulder vyvinuli nanobiohybridné organizmy, ktoré dokážu premieňať oxid uhličitý zo vzduchu a dusík na rôzne plasty a palivá. Využitím kvantových bodiek aktivovanýc ...

Výskum

Vedci teleportovali kvantovú informáciu v diamante

03.07.2019 00:05

Výskumníci z Yokohama National University bezpečne teleportovali kvantové informácie v rámci diamantu. Ich štúdia môže mať veľký vplyv na kvantovú informačnú technológiu – budúcnosť toho, ako sa citli ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá