Новый диэлектрик для конденсаторов в мобильных телефонах: забудьте о разрывах связи
Почему на мобильных телефонах так часто обрывается связь? Подобно радиоприемникам, настраивающимся на разные частоты, антенны мобильных оснащены колебательными контурами, которые быстро переключаются с частоты на частоты (когда к настраиваемому конденсатору прикладываетсянапряжение). Фирмы-производители стараются улучшить эти контуры, чтобы «втиснуть» побольше дискретных сигналов в ограниченный (выделенный им) диапазон – и так свести к минимуму досадные разрывы соединения.
Пятилетняя работа междисциплинарного коллектива во главе с учеными из Корнельского университета принесла свои плоды – лучший в мире материал для настраиваемого конденсатора: настраиваемый диэлектрик (специальный изолятор, чья способность хранить электрический заряд меняется при приложении напряжения).
«Это фундаментально новый материал, по сравнению с тем, что используется в сотовых телефонах. Мы открыли настраиваемый диэлектрик, дающий минимальные потери энергии», - заявил Даррелл Шлом (Darrell Schlom), профессор технической химии, глава коллектива.
У новизны разработки – два аспекта. Во-первых, это сам материал: слоистый оксид стронция-титана. Он не встречается в природе и был изготовлен методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Материал, слой за слоем атомов, был получен «напылением» на поверхность.
Во-вторых, это метод «дизайнерских материалов»: с его помощью веществу придаются нужные черты. Настраиваемый диэлектрик и его свойства сначала были описаны на бумаге, «обкатаны» на компьютерных моделях, созданы в лаборатории, атом за атомом. Потом ему придали форму конденсатора и, наконец, проверили измерительными приборами. В итоге получился диэлектрический конденсатор, производительность которого в пять раз лучше, чем у имеющихся в современных мобильных телефонах.
Стандартные современные диэлектрики не являются слоистыми, а помимо стронция содержат примесь бария, кислород и специальные добавки. Тонкие пленки из таких материалов полны дефектов, из-за уходит впустую множество энергии и ухудшаются экплуатационные качества пленок в контурах.
Тонкослойная плёнка из Корнелла лишена этих недостатков. Посмотрите на ее структуру под микроскопом: она похожа на плотно уложенную кирпичную кладку. Элементы «известкового раствора» как бы впитывают многие дефекты, тем самым уберегая от них «кирпичи». Общество невозможно назвать полноценным, если не будет построена четкая вертикаль власти, а без системы образования – это просто не реально. Как видит ситуацию Игорь Лысов и о чем он сказал учителям в своём поздравлении с профессиональным праздником, только образованные люди могут построить действительно сильное государство.
Артём Космарский nauka21vek.ru