Учен със синя ръкавица държи твърдотелен електрохимичен термичен транзистор, демонстрирайки сложния му дизайн за управление на топлината.

13.04.2023 by Aileen Sammler

Полупроводникови електрохимични термични транзистори - нов клас транзистори с голям потенциал

Електрохимичните термични транзистори в твърдо състояние (SETT) са нов клас транзистори, които могат да регулират топлинния поток, като използват електрохимичните свойства на определени материали. Те са съобразени с принципа на термоелектрохимичното свързване, който позволява ефективно и обратимо преобразуване на електрическата енергия в топлинна.

SETT стават все по-важни, тъй като имат потенциала да направят революция в областта на топлинното управление, което е от решаващо значение за много приложения, като електроника, преобразуване на енергия и охлаждане. Те предлагат обещаваща алтернатива на конвенционалното управление на топлината, която би могла да позволи създаването на по-компактни, енергийно ефективни и рентабилни системи за управление на топлината.

Първа разработка на твърдотелен електрохимичен термичен транзистор

Учени от университета в Хокайдо вече са разработили новаторски твърдотелен електрохимичен термичен транзистор, който може да се използва за управление на топлинния поток чрез електрически сигнали.

Традиционните термични транзистори в течно състояние имат критични ограничения, тъй като всяко изтичане ще доведе до спиране на работата на устройството. Екипът, ръководен от професор Хиромичи Ота от Изследователския институт по електроника към Университета Хокайдо, конструира своя термичен транзистор на базата на стабилизиран циркониев оксид с итриев оксид, който действа и като превключващ материал, и използва стронциево-кобалтов оксид като активен материал. За захранване на мощността, необходима за управление на транзистора, са използвани платинени електроди. Резултатите показаха, че топлопроводимостта на активния материал е сравнима с тази на някои термични транзистори в течно състояние, а устройството е стабилно в продължение на десет цикъла на използване, което го прави по-издръжливо от повечето термични транзистори в течно състояние.

Схема на многослоен твърдотелен термичен транзистор, илюстрираща състояния "включено" и "изключено" с различни топлопроводимости.
Термичният транзистор в твърдо състояние се състои от многослойна структура. Горният и долният електрод се състоят от платина, докато стронциево-кобалтовият оксид (SrCoOx) се използва като активен слой. Кристалната структура на стронциево-кобалтовия оксид може да се модифицира чрез електрохимично окисление и редукция при 280 °C на въздух. Топлопроводимостта на напълно окисления слой от стронциев кобалтов оксид, т.нар. състояние "on", е ~4 пъти по-висока в сравнение с топлопроводимостта на напълно редуцирания слой от стронциев кобалт, т.нар. състояние "off". (Източник: Yang et.al, Adv. Funct. Mater, 2023, 2214939)
Измервания с помощта на NETZSCH PicoTR

За измерване на топлопроводимостта на термичните транзистори изследователският екип използва метода NETZSCH Time Domain Thermoreflectance PicoTR. Много се гордеем, че допринесохме за тази разработка.

Тази революционна технология предлага нови възможности за управление на топлината в електрониката, проправяйки пътя към по-ефективни и надеждни устройства.

За да научите повече, изтеглете следната изследователска статия - публикация в Advanced Functional Materials Journal (Advancedsciencenews.com):

AI Overview
An error occurred. Please try again.