La recherche pourrait conduire à une conception de l’électronique avec une meilleure endurance – Technoguide

Les matériaux ferroélectriques sont utilisés dans de nombreux appareils, y compris les mémoires, les condensateurs, les actionneurs et les capteurs. Ces dispositifs sont couramment utilisés dans les instruments grand public et industriels, tels que les ordinateurs, les équipements à ultrasons médicaux et les sonars sous-marins.

Au fil du temps, les matériaux ferroélectriques sont soumis à des charges mécaniques et électriques répétées, conduisant à une diminution progressive de leur fonctionnalité, aboutissant finalement à une défaillance. Ce processus est appelé «fatigue ferroélectrique».

C’est l’une des principales causes de l’échec de toute une gamme d’appareils électroniques, les composants électroniques mis au rebut étant l’un des principaux contributeurs aux déchets électroniques. À l’échelle mondiale, des dizaines de millions de tonnes d’appareils électroniques défectueux sont mis en décharge chaque année.

Grâce à la microscopie électronique in situ avancée, les chercheurs de l’École de génie aérospatial, mécanique et mécatronique ont pu observer la fatigue ferroélectrique lorsqu’elle se produisait. Cette technique utilise un microscope avancé pour «voir», en temps réel, jusqu’aux niveaux nanométrique et atomique.

Les chercheurs espèrent que cette nouvelle observation, décrite dans un article publié dans Nature Communications, contribuera à mieux informer la conception future des nanodispositifs ferroélectriques.

“Notre découverte est une avancée scientifique significative car elle montre une image claire de la façon dont le processus de dégradation ferroélectrique est présent à l’échelle nanométrique”, a déclaré le co-auteur, le professeur Xiaozhou Liao, également de l’Institut Nano de l’Université de Sydney.

Le Dr Qianwei Huang, chercheur principal de l’étude, a déclaré: «Bien que l’on sache depuis longtemps que la fatigue ferroélectrique peut raccourcir la durée de vie des appareils électroniques, la façon dont elle se produit n’a pas encore été bien comprise, en raison d’un manque de technologie appropriée pour l’observer. “

Le co-auteur, le Dr Zibin Chen, a déclaré: “Avec cela, nous espérons mieux informer l’ingénierie des appareils avec une durée de vie plus longue.”

Les découvertes d’observation suscitent un nouveau débat

Le lauréat du prix Nobel Herbert Kroemer a déclaré un jour: «L’interface est l’appareil». Les observations des chercheurs de Sydney pourraient donc déclencher un nouveau débat sur la question de savoir si les interfaces – qui sont des frontières physiques séparant différentes régions dans les matériaux – sont une solution viable au manque de fiabilité des appareils de nouvelle génération.

«Notre découverte a indiqué que les interfaces pourraient en fait accélérer la dégradation ferroélectrique. Par conséquent, une meilleure compréhension de ces processus est nécessaire pour obtenir les meilleures performances des appareils», a déclaré le Dr Chen.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Sydney. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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