S napětím sledujeme nejnovější trendy a proud informací posíláme k vám…

Oxid vanadičitý je revoluční materiál pro elektroniku zítřka

Datum: 15.03.2018

180205102741_1_540x360

Jedinečné vlastnosti oxidu vanadičitého z něj dělají perfektní materiál překonávající vlastnosti křemíku a může vytvořit novou generaci jemných elektronických zařízení. Inženýři ukázali, jak může být tato sloučenina použita k vytváření programovatelných rádiofrekvenčních elektronických funkcí pro systémy kosmické komunikace. Můžet mít také další využití – jako například v neuromorfních výpočtech a umělé inteligenci.

Nejprve přišel spínač. Pak tranzistor. Nyní je na obzoru další revoluce, jak v obvodech řídit tok elektronů: oxid vanadičitý (VO2). Vanad byl poprvé objeven v roce 1801 ve vzorku mexické olověné rudy a svůj název získal podle skandinávské bohyně krásy Vanadis. Klíčovou charakteristikou oxidu vanadičitého je to, že se chová jako izolátor při pokojové teplotě, ale jako vodič při teplotách nad 68 °C. Toto chování – také známé jako přechod kovového izolátoru – se zkoumá v ambiciózním evropském projektu Horizon 2020 s názvem Phase-Change Switch. Tento projekt bude trvat do roku 2020 a je na něj vyčleněno 3,9 milionů EUR z prostředků EU. Vzhledem k řadě aplikací s vysokým potenciálem, které by mohly pocházet z této nové technologie, přilákal projekt dvě hlavní společnosti – Thales z Francie a švýcarskou pobočku společnosti IBM Research – stejně jako další vysoké školy, včetně Max-Planck- Gesellschaft v Německu a Cambridge University ve Velké Británii.

Vědci již dlouho věděli o elektronických vlastnostech VO2, ale doposud je nedovedli vysvětlit. Ukazuje se, že atomová struktura této sloučeniny se se vzrůstající teplotou mění, přechází z krystalické struktury při pokojové teplotě na kovovou strukturu při teplotách nad 68 °C. A tento přechod se děje za méně než nanosekundu – což je skutečná výhoda pro elektronické přístroje. Nicméně využití plného potenciálu VO2 by však bylo vždy obtížné, protože jeho přechodová teplota 68 °C je pro moderní elektronická zařízení příliš nízká. Obvody musí být schopny bezproblémově fungovat při 100 °C. Nicméně výzkumní pracovníci z EPFL možná nalezli řešení tohoto problému, podle publikované zprávy v časopise Applied Physics Letters. Zjistili, že přidáním germania k povlaku oxidu vanadičitého může zvednout teplotu fázové změny materiálu na více než 100 °C.

Využití vlastností oxidu vanadičitého v elektronických zařízeních pravděpodobně podpoří další jeho výzkum. Vedle vesmírné komunikace může další využití zahrnovat neuromorfní výpočty a vysokofrekvenční radary pro samohybné automobily.

Zdroj: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *