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发现有助于延长电子设备的寿命,这项研究可能会导致电子产品的设计具有更好的耐用性
2021年08月03日    阅读量:1386    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

铁电材料用于许多设备,包括存储器、电容器、致动器和传感器。这些设备通常用于消费和工业仪器,例如计算机、医疗超声设备和水下声纳。


随着时间的推移,铁电材料会受到反复的机械和电气负载,导致其功能逐渐下降,最终导致失效中国机械网okmao.com。这个过程被称为“铁电疲劳”。


它是一系列电子设备出现故障的主要原因,废弃电子产品是电子垃圾的主要来源。在全球范围内,每年有数千万吨出现故障的电子设备进入垃圾填埋场。


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使用先进的原位电子显微镜,航空航天、机械和机电工程学院的研究人员能够观察到铁电疲劳的发生。该技术使用先进的显微镜实时“观察”到纳米级和原子级。


研究人员希望在Nature Communications上发表的一篇论文中描述的这一新观察将有助于更好地为铁电纳米器件的未来设计提供信息。


“我们的发现是一项重大的科学突破,因为它清楚地展示了铁电降解过程如何在纳米尺度上存在,”共同作者、悉尼大学纳米研究所的廖晓洲教授说。


该研究的首席研究员黄千伟博士说:“虽然人们早就知道铁电疲劳会缩短电子设备的寿命,但由于缺乏合适的技术来观察它,它是如何发生的,以前一直没有得到很好的理解。 ”


共同作者陈子斌博士说:“有了这个,我们希望能更好地为具有更长寿命的设备工程提供信息。”


观察结果引发新的争论


诺贝尔奖获得者赫伯特·克罗默 (Herbert Kroemer) 曾有一句名言:“接口就是设备”。因此,悉尼研究人员的观察结果可能会引发一场新的辩论,即界面——材料中不同区域的物理边界——是否是解决下一代设备不可靠性的可行解决方案。


“我们的发现表明,界面实际上可以加速铁电降解。因此,需要更好地了解这些过程才能实现设备的最佳性能


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