นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าในประเทศญี่ปุ่น ได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่เรียกว่า vanadium dioxide (VO₂) ซึ่งมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนสถานะระหว่างการเป็นตัวนำไฟฟ้าและฉนวน โดยการควบคุมอุณหภูมิ เมื่อ VO₂ ถูกทำให้ร้อนขึ้น พื้นที่เล็ก ๆ ที่เหมือนโลหะจะก่อตัวขึ้นและขยายขนาดภายในสารประกอบนี้ เมื่อนักวิจัยควบคุมความร้อน พื้นที่เหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าที่สามารถปรับแต่งได้

ทีมนักวิจัยได้ทดสอบคุณสมบัตินี้โดยการสร้าง เครื่องตรวจจับแสงเทราเฮิรตซ์ (terahertz photodetector) ที่มีส่วนประกอบของ VO₂ โดยใช้วิธีการผลิตที่มีความละเอียดสูงเพื่อสร้างชั้น VO₂ คุณภาพสูงบนซับสเตรตซิลิคอน การควบคุมขนาดของพื้นที่โลหะในชั้น VO₂ ผ่านการปรับอุณหภูมิ ทำให้สามารถควบคุมการตอบสนองของซับสเตรตซิลิคอนต่อแสงเทราเฮิรตซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อีกคุณสมบัติที่น่าสนใจคือ ความสามารถในการขยายสัญญาณไฟฟ้าผ่าน "ปรากฏการณ์หิมะถล่ม" (avalanche effect) ซึ่งเมื่อ VO₂ รวมสนามไฟฟ้าให้เข้มข้นในช่องว่างระหว่างพื้นที่โลหะ จะกระตุ้นการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนแบบลูกโซ่ ทำให้สัญญาณไฟฟ้าอ่อนถูกขยายอย่างมาก ทำให้เครื่องตรวจจับแสงมีความไวสูง

นักวิจัยเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีพื้นฐานจาก VO₂ กับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ได้ง่าย โดยทฤษฎี อุปกรณ์สามารถใช้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำในการกระตุ้นการเปลี่ยนสถานะของ VO₂ เพื่อปรับแต่งสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อแพลตฟอร์มที่ต้องการส่วนประกอบวงจรที่ปรับเปลี่ยนได้ เช่น การคำนวณที่สามารถปรับตัวได้หรือระบบภาพขั้นสูง

นอกจากนี้ ความสามารถในการปรับแต่งคุณสมบัติไฟฟ้าของวัสดุนี้ยังทำให้มันเป็นที่น่าสนใจสำหรับระบบการสื่อสารแบบไร้สายในอนาคต ซึ่งรวมถึงเครือข่าย 6G ที่มีความถี่ในช่วงเทราเฮิรตซ์

ด้วยคุณสมบัติที่หลากหลายของ VO₂ นักวิจัยกำลังสร้างพื้นฐานให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ๆ ที่สามารถปรับตัวเองได้โดยอัตโนมัติ เช่น เซนเซอร์ที่ดีขึ้น การสื่อสารความเร็วสูง และการคำนวณขั้นสูงในยุคถัดไป

https://www.techspot.com/news/106662-scientists-devise-living-electrodes-could-improve-traditional-silicon.html
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าในประเทศญี่ปุ่น ได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่เรียกว่า vanadium dioxide (VO₂) ซึ่งมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนสถานะระหว่างการเป็นตัวนำไฟฟ้าและฉนวน โดยการควบคุมอุณหภูมิ เมื่อ VO₂ ถูกทำให้ร้อนขึ้น พื้นที่เล็ก ๆ ที่เหมือนโลหะจะก่อตัวขึ้นและขยายขนาดภายในสารประกอบนี้ เมื่อนักวิจัยควบคุมความร้อน พื้นที่เหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าที่สามารถปรับแต่งได้ ทีมนักวิจัยได้ทดสอบคุณสมบัตินี้โดยการสร้าง เครื่องตรวจจับแสงเทราเฮิรตซ์ (terahertz photodetector) ที่มีส่วนประกอบของ VO₂ โดยใช้วิธีการผลิตที่มีความละเอียดสูงเพื่อสร้างชั้น VO₂ คุณภาพสูงบนซับสเตรตซิลิคอน การควบคุมขนาดของพื้นที่โลหะในชั้น VO₂ ผ่านการปรับอุณหภูมิ ทำให้สามารถควบคุมการตอบสนองของซับสเตรตซิลิคอนต่อแสงเทราเฮิรตซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกคุณสมบัติที่น่าสนใจคือ ความสามารถในการขยายสัญญาณไฟฟ้าผ่าน "ปรากฏการณ์หิมะถล่ม" (avalanche effect) ซึ่งเมื่อ VO₂ รวมสนามไฟฟ้าให้เข้มข้นในช่องว่างระหว่างพื้นที่โลหะ จะกระตุ้นการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนแบบลูกโซ่ ทำให้สัญญาณไฟฟ้าอ่อนถูกขยายอย่างมาก ทำให้เครื่องตรวจจับแสงมีความไวสูง นักวิจัยเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่มีพื้นฐานจาก VO₂ กับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ได้ง่าย โดยทฤษฎี อุปกรณ์สามารถใช้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำในการกระตุ้นการเปลี่ยนสถานะของ VO₂ เพื่อปรับแต่งสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อแพลตฟอร์มที่ต้องการส่วนประกอบวงจรที่ปรับเปลี่ยนได้ เช่น การคำนวณที่สามารถปรับตัวได้หรือระบบภาพขั้นสูง นอกจากนี้ ความสามารถในการปรับแต่งคุณสมบัติไฟฟ้าของวัสดุนี้ยังทำให้มันเป็นที่น่าสนใจสำหรับระบบการสื่อสารแบบไร้สายในอนาคต ซึ่งรวมถึงเครือข่าย 6G ที่มีความถี่ในช่วงเทราเฮิรตซ์ ด้วยคุณสมบัติที่หลากหลายของ VO₂ นักวิจัยกำลังสร้างพื้นฐานให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ๆ ที่สามารถปรับตัวเองได้โดยอัตโนมัติ เช่น เซนเซอร์ที่ดีขึ้น การสื่อสารความเร็วสูง และการคำนวณขั้นสูงในยุคถัดไป https://www.techspot.com/news/106662-scientists-devise-living-electrodes-could-improve-traditional-silicon.html
WWW.TECHSPOT.COM
Scientists devise 'living' electrodes that could vastly improve traditional silicon electronics
Researchers at Osaka University in Suita, Japan, have devised a novel way to improve the performance of electronic devices. The study, published in ACS Applied Electronic Materials,...
0 Comments 0 Shares 43 Views 0 Reviews