Monenlaista keramiikkaa

03.06.2022

Keramiikasta-Maria-Vaataja-Oulun-yliopisto-250.jpgOulun yliopistossa filosofian maisteri Maria Väätäjä on kehitellyt väitöskirjatutkimuksessaan sähkökeraamisten komponenttien huonelämpötilaisia valmistusmenetelmiä yhdistämällä siihen tulostus- ja painotekniikoita.

Tyypillisesti keraameja valmistetaan jopa yli 1000 asteen lämpötiloissa mutta nyt tarvittava tiivistyminen saadaan aikaan hyödyntämällä tiettyjen keraamien vesiliukoisuutta sekä puristuspainetta.

Pienemmistä paineista johtuen uusilla rakenteilla on suhteellisesti pienempi tiheys ja siten heikommat sähköiset ominaisuudet mutta ne olivat silti käyttökelpoisia mikroaaltoalueen komponenteissa, toteaa Maria Väätäjä tutkimustuloksistaan.

Keskeinen Väätäjän tutkimuskohde oli keraamitahnojen kehitys komponenttien toteuttamiseksi ja sitä kautta saavutettiin huonelämpötilainen komponenttien valmistus, mikä mahdollistaa samanaikaisen ja suora yhdistäminen muiden lämpöherkkien materiaalien kanssa. Samalla saavutus tarkoittaa merkittävää energian säästöä valmistuskustannuksissa.

Perinteisessä sähkökeraamien valmistusmenetelmässä käytetyt korkeat lämpötilakäsittelyt muuttavat lämpöherkkiä koostumuksia eikä keraameja siten voi integroida suoraan esimerkiksi muovialustoille”, Väätäjä sanoo.

Hiljattain Ceramics International -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa intialaiset tutkijat yhdistivät BiMnO3:n, jolla on hyvät ferrosähköiset ominaisuudet sekä vismutti-yttriumoksidi keramiikan, jolla on hyvä absorbointikyky, syntetisoidakseen BYM-keramiikkaa kiinteän liuoksen muodossa, jolla on korkea kantajien liikkuvuus, ferrosähköisyys ja pieni kaistaväli.

Harvinainen ferrosähköisyyden, pienen kaistavälin ja suuren kantajien liikkuvuuden yhdistelmä materiaalissa voi edistää poikkeuksellista aurinkosähkötehokkuutta ja aihe on saanut merkittävää huomiota tiedeyhteisössä ferrosähköisen valokennovaikutuksensa vuoksi.

Pienen kaistavälin ferrosähköisillä materiaaleilla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja ne osoittavat korkeampaa valojännitettä kuin niiden kaistaero antaisi olettaa. Lisäksi FE-materiaalien polarisaation sähkökenttä mahdollistaa ohjattavan ja tehokkaan kantajien erottelun, mikä tekee niistä houkuttelevan vaihtoehdon tehokkaille ja edullisille aurinkokennoille.

Ferrosähköiset valokennomateriaalit voivat myös eristää fotogeneroidun elektroni-aukkoparin polarisaation indusoiman sähkökentän kautta. Siten varauksenkuljettajat voidaan erottaa näissä materiaaleista ilman heteroliitosrakenteita, toisin kuin pn-liitos aurinkokennoissa, joissa estekenttä toimii ulkoisena kenttänä varauksenkuljettajien erottamiselle.

Aiheesta aiemmin:

Tehokkaampia suodattimia ja kondensaattoreita

Ferrosähköistä energian tuottoa

09.08.2022Lisää monipuolisia kvanttiantureita
08.08.2022Ihanteellisen puolijohdemateriaalin metsästystä
05.08.2022Polymeeriperustaista akkutekniikkaa
04.08.2022Grafeenin avulla kuvia nesteessä "uivista" atomeista
03.08.2022P-tietokoneiden potentiaali
02.08.2022Transistorista memristoriin: kytkentäteknologiaa tulevaisuutta varten
01.08.2022Pienemmän tehonkäytön neuroverkkoja
30.07.2022Suuri askel pienille moottoreille
29.07.2022Elektronit käyttäytyvät hienojakoisemmin
27.07.2022Erittäin viritettäviä komposiittimateriaaleja
24.07.2022Nelitahtikone atomeilla
21.07.2022Lasereille skaalautuvuutta ja yksinapaisia pulsseja
14.07.2022Nanokvantisointi täyttää akkuteknologian aukon
08.07.2022Tutkijat teleportoivat kvantti-informaatiota kvanttiverkossa
06.07.2022Ensimmäinen orgaaninen bipolaaritransistori
01.07.2022Puuperäistä käyttövoimaa langattomille antureille
23.06.2022Perovskiitti ei hevillä antaudu
22.06.2022Pieni robotti kävelee kuin rapu
21.06.2022Uudenlaisen muistin rakentaminen
20.06.2022Nykytekniikalla fotoniselle kvanttirajalle
17.06.2022Polarisaatiota hyödyntävä fotoninen prosessori
16.06.2022Akkuteollisuus etsii uusia materiaaleja
15.06.2022Tutkijat tehostavat atomiradion vastaanottoa
14.06.2022Maanjäristyksen tunnistusta kvanttisalausverkolla
13.06.2022Yön aikainen aurinkokennotekniikka
10.06.2022Hedelmäkärpäsen digitaalinen kaksonen
09.06.2022Älykäs kvanttianturi
08.06.2022Inverttereiden roolista tulevaisuuden sähköverkossa
07.06.2022Hengittäviä kaasuantureita
06.06.2022Aaltoja suprajohtavuuteen ja aikakiteisiin
03.06.2022Monenlaista keramiikkaa
02.06.2022Seuraavan sukupolven älykäs keinoiho
01.06.2022Piin ja neuronin fuusio
31.05.2022Viritettävät kvanttiloukut eksitoneille
30.05.2022Uusi ihme- ja kvanttimateriaali
27.05.2022Uusia löytöjä lämmönhallintaan
26.05.2022Kaksi spiniä tuottaa kvanttiväylän
25.05.2022Katalyyttinen ja absorboiva kondensaattori
24.05.2022Perovskiitti sopii memristoriin ja transistoriin
23.05.2022Polttokennoja ohentaen
21.05.2022Paremman kvanttibitin rakentaminen
20.05.2022Atominohut eriste kuljettaa spinejä
19.05.2022Vetyä ja kvanttielektroniikkaa
18.05.2022Vikasietoinen kvanttitietokonemuisti timantissa
17.05.2022Kvanttiturhautumista etsien
16.05.2022Topologiaa langattomalle tekniikalle
14.05.2022Leväkenno pyörittää Arm Cortex M0+:aa
13.05.2022Ioninen nestepohjainen säilölaskenta
12.05.2022Nanotekninen mikroskooppikuvaus älypuhelimeen
11.05.2022Magneettisia skyrmioneja laserpulsseilla
10.05.2022Viallisia nanotimantteja tulostaen
09.05.2022Monen fotonin generaattori sirulle
08.05.2022Perovskiittikennojen kääntelyä
06.05.2022Kovalenttisilla sidoksilla 2D-2D-heterorakenteita
05.05.2022Suprajohteinen diodi
04.05.2022Lisää vettä litiumioni-akkuun
03.05.2022Konenäön visioita ja vaaroja
02.05.2022Kvanttiteleportaatio: kvanttidataliikenteen pikakaista
30.04.2022UPS:in lyijyakku vaihtuu alkaliakuksi
29.04.2022Einsteinin jalanjäljissä
28.04.2022Topologisia ilmiöitä korkeilla taajuuksilla
27.04.2022Vetymolekyylistä kvanttisensori
26.04.2022Konenäköä mikroroboteille
25.04.2022Mekaanista kvanttitekniikkaa
23.04.2022Bakteerit rummuttavat
22.04.2022Molekyylirobotit parveutuvat yhteistyöhön
21.04.2022Nesteet ja kiinteät aineet samalla tulostuksella
20.04.2022Kausiluontoisen energian varastointia
19.04.2022Ensimmäiset teollisesti valmistetut kubitit
18.04.2022Jalokivessä avain tulevaisuuden kvanttitietokoneille
15.04.2022Magnetosähköinen transistori
14.04.2022Laser integroitu litiumniobaattisirulle
13.04.2022Sähkömagneettista spektriä avaten
12.04.2022Negatiivinen hilakapasitanssi transistoreihin
11.04.2022Topologista valon ohjausta ja THz-modulaatiota
08.04.2022"Kuumat" spinkvanttibitit piitransistoreissa
07.04.2022Korkean lämpötilan Majoranat
06.04.2022Huonelämpöistä suprafluorenssia
05.04.2022Uusi alusta räätälöitäville kvanttilaitteille
04.04.2022Magneettinen läheisyysvaikutus esiin
02.04.2022Supernopean "elektronisateen" lähde
01.04.2022Kvanttimemristori ja neurolaskennan laajennus
31.03.2022Ennätystehokkuus ohuille piiaurinkokennoille
30.03.2022Atomistisia perusteita akuille
29.03.2022Uusia mahdollisuuksia atomistisilla kvanttitietokoneilla
28.03.2022Äärimmäiset rajat nykyelektroniikalle
26.03.2022Jalometalleista vapaa polttokenno
25.03.2022Aaltoilevan grafeenin elektroniikkaa
24.03.2022Kvanttitason lämpötilamittaukset solujen tasolle
23.03.2022Magnetismi ja korkean lämpötilan suprajohteet
22.03.2022Taajuusviritys nanosähkömekaanisesti
21.03.2022Kangas, joka "kuulee" sydämesi äänet
19.03.2022Syövänhoitoa magneettisilla siemenillä
18.03.2022MEMS-kytkimillä LiDAR:lle ennätystarkkuus
17.03.2022Lyijy pois nopeatoimisista akuista
16.03.2022Taajuuden helppoa kertomista
15.03.2022Parempaa näkökykyä roboteille
14.03.2022Uusia MOF-katalyyttejä
12.03.2022Ultraohuita kalvoja bioelektroniikalle
11.03.2022Kohti kiinteärakenteisia akkuja

Näytä lisää »