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

Nové televízory môžu byť lacnejšie. Umožní to technológia QD-OLED

21.10.2019 00:15

Spoločnosť Samsung Display oznámila, že chce investovať 11 miliárd dolárov do výskumu, vývoja a výroby televíznych panelov QD-OLED. Do roku 2025 v plánuje vybudovať dve výrobné linky QD-OLED v Južnej ...

Výskum

„Plášť neviditeľnosti“ dokáže ukryť tanky aj vojakov. Využíva pri tom technológiu ohýbania svetla

21.10.2019 00:10

To, čo sme nedávno zaraďovali do oblasti sci-fi, sa môže stať skutočnosťou. Umožní to technológia Quantum Stealth, ktorú od roku 2011 vyvíja spoločnosť HyperStealth Biotechnology Corporation. HyperSte ...

Výskum

Poznáme prvých držiteľov vedeckých cien ESET Science Award

19.10.2019 16:28

Ocenenie výnimočných vedcov ESET Science Award pozná svojich prvých laureátov. Vybrala ich medzinárodná komisia na základe náročného hodnotiaceho procesu. V kategórii Výnimočná osobnosť slovenskej ved ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá

SlovakiaTech 2019
MANDAYIT 2019