ШИНЭ ТӨРЛИЙН СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК МАТЕРИАЛ НЬ ЭНЕРГИЙН БАГТААМЖ БОЛОН МЭДЭЭЛЛИЙГ ХАДГАЛАХ БОЛОМЖИЙГ НЭМЭГДҮҮЛЖ БАЙНА
Магнигаар хольцлосон цайрын оксидын нимгэн хальс нь шинэ төрлийн
сегнетоэлектрик материал ба бага эрчим хүч ашиглан, дижитал мэдээллийн эрчмийг
сайжруулах боломжийг бий болгож байгаа талаар АНУ-ын Пенсильваны их сургуулийн
материал судлалын болон цахилгаан ба компьютерын тэнхимийн судлаачид мэдээлжээ.
Сегнетоэлектрик материалууд нь аяндаа цахилгаан туйлширдаг учир мэдээлэл
хадгалах, санах ойд ашиглах боломжтой. Учир нь нэмэлт туйлгүй нэг туйлширсан
төлөв байдалд үлддэг тул бага энергитэй дижитал мэдээлэл хадгалах шийдэл юм.
Пенсильваны их сургуулийн материал судлалын тэнхимын профессор Жон Паул
Мариа/Jon-Paul Maria хэлэхдээ: “бид жижиг конденсатор хийж, туйлшралын
чиглэлийг тогтоож, гадаргуугийн цэнэгийг нь нэмэх эсвэл хасах боломжтой шинэ
төрлийн материалыг гарган авсан. Энэ тохиргоо нь хувирамтгай биш, өөрөөр хэлбэл
бид конденсаторыг нэмэх боломжтой тохируулж болно. Энэхүү боломж нь бусад
төрлийн цахилгаан хэрэглэдэггүй дижитал мэдээлэл хадгалах төхөөрөмжийг
идэвхжүүлж болно. Иймэрхүү төрлийн мэдээлэл хадгалах хэрэгсэл нь нэмэлт энерги
шаарддаггүйгээр нь онцлогтой.”
Энэ нь маш чухал бөгөөд учир нь өнөөдөр бидний ашиглаж буй компьютерын санах ойд мэдээлэл хадгалахын тулд нэмэлт цахилгааны эх үүсвэр шаардагддаг тул ирээдүйд эрчим хүчний төсвийг ихээхэн хэмжээгээр хэмнэх боломжийг олгодог.
Зураг. Магнигаар хольцлосон Цайрын оксидын нимгэн хальсны морфологийн зураг (a) болон гарган авах процесс
Шинэ төрлийн сегнетоэлектрик материалыг Магнигаар хольцлосон цайрын оксидын
нимгэн хальс хэлбэрээр лабораторид ургуулан гарган авсан юм.
Өмнө нь судлаачид хагас дамжуулагч үүсгэхэд чухал ач холбогдолтой материалын
гол шинж чанар болох цайрын оксидын хаалттай бүсийн өргөний ялгааг нэмэгдүүлэх
зорилгоор Магнийг хольцлосон Цайрын оксидыг судалж үзжээ. Гэсэн хэдий ч судлаачид
тухайн материалыг хэзээ ч сегнетоэлектрик материал гэсэн талаас авч үзээгүй юм.
Харин Профессор Мариагийн “хаа сайгүй сегнетоэлектрик” гэсэн санал дээр
тулгуурлан сегнетоэлектрик материал гарган авах ажилдаа оржээ.
Ерөнхийд нь хэлбэл сегнетоэлектрик материал нь химийн талаасаа нарийн
төвөгтэй боловч байгальд ашигт малтмалд ихэвчлэн тохиолддог. Магнигаар хольцлосон
цайрын оксидын нимгэн хальсны давуу нэг чанар нь бусад сегнетоэлектрик
материалуудаас илүү бага температурт гарган авах боломжтой юм.
Учир нь сегнетоэлектрик материалуудын дийлэнх хэсгийг өндөр температурын
мужид гарган авдаг бөгөөд энэ нь 300-1000 Цельсийн хэмд хүрдэг. Өндөр
температурт сегнетоэлектрик материал гарган авах нь их бэрхшээлтэй юм.
Шинэ сегнетоэлектрик материалыг гарган авах дараагийн алхам нь ойролцоогоор
10 нм зузаантай, 20-30 нм латериал хэмжээстэй конденсатор бий болгох инженерийн
шаардлага юм. Ийм зарчмаар бий болсон шинэ материал нь эдгээр олон төрлийн
асуудлуудыг шийдвэрлээд зогсохгүй өндөр технологид ашиглах боломжтой, маш бага
энерги зарцуулах хүчин чадал өндөр чиптэй гар утсанд ашиглах юм. Та утсаа нэг
бүтэн цэнэглээд бүтэн долоо хоног ба түүнээс олон хоног идэвхтэй ашиглах
боломжийг бидэн бий болгож байгаа юм.
Мэдээж шинэ төрлийн энэхүү материалыг шууд үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх,
бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг шалгах, үр шимийг нь хүмүүсийн гарт хүргэх нь
багагүй хугацааны асуудал юм.
Дэлгэрэнгүй: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0053755
Мэдээ бэлтгэсэн: ЭШДаА Ц.Цог-Очир