Գրաֆիտի օգտագործումը էլեկտրոնիկայի կիրառություններում

Գրաֆենն այն է, ինչ գիտնականներն ու ինժեներները անվանում են գրաֆիտի մեկ շերտ ատոմային մակարդակում, և գրաֆենի այս բարակ շերտերը փաթաթվում և օգտագործվում են նանոտողովակներում: Սա, հավանաբար, պայմանավորված է տպավորիչ էլեկտրական հաղորդունակությամբ և նյութի բացառիկ ուժով ու կոշտությամբ:

Այսօրվա ածխածնային նանոխողովակները կառուցված են երկարության և տրամագծի հարաբերակցությամբ մինչև 132,000,000:1, ինչը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան ցանկացած այլ նյութ: Նանոտեխնոլոգիայում օգտագործելուց բացի, որը դեռևս բավականին նոր է կիսահաղորդիչների աշխարհում, պետք է նշել, որ գրաֆիտ արտադրողների մեծ մասը տասնամյակներ շարունակ պատրաստում է գրաֆիտի հատուկ դասեր կիսահաղորդչային արդյունաբերության համար:

2. Էլեկտրաշարժիչներ, գեներատորներ և փոփոխիչներ

Ածխածնային գրաֆիտի նյութը հաճախ օգտագործվում է նաև էլեկտրական շարժիչների, գեներատորների և փոփոխիչների մեջ՝ ածխածնային խոզանակների տեսքով: Այս դեպքում «խոզանակը» սարք է, որը հոսանք է փոխանցում անշարժ լարերի և շարժվող մասերի համակցության միջև, և այն սովորաբար տեղավորվում է պտտվող լիսեռում:

3. Իոնների իմպլանտացիա

Գրաֆիտը այժմ ավելի հաճախ օգտագործվում է էլեկտրոնիկայի ոլորտում: Այն օգտագործվում է իոնային իմպլանտացիայի, ջերմազույգերի, էլեկտրական անջատիչների, կոնդենսատորների, տրանզիստորների և մարտկոցների մեջ:

Իոնների իմպլանտացիան ինժեներական գործընթաց է, որտեղ որոշակի նյութի իոնները արագանում են էլեկտրական դաշտում և ներգործվում մեկ այլ նյութի մեջ՝ որպես ներծծման ձև: Դա մեր ժամանակակից համակարգիչների համար միկրոչիպերի արտադրության մեջ օգտագործվող հիմնարար գործընթացներից մեկն է, և գրաֆիտի ատոմները սովորաբար ատոմների այն տեսակներից մեկն են, որոնք ներարկվում են սիլիցիումի վրա հիմնված միկրոչիպերի մեջ:

Բացի միկրոչիպերի արտադրության մեջ գրաֆիտի եզակի դերից, գրաֆիտի վրա հիմնված նորարարությունները այժմ օգտագործվում են նաև ավանդական կոնդենսատորներին և տրանզիստորներին փոխարինելու համար: Որոշ հետազոտողների կարծիքով՝ գրաֆենը կարող է լինել սիլիցիումի հնարավոր այլընտրանքը։ Այն 100 անգամ ավելի բարակ է, քան ամենափոքր սիլիցիումային տրանզիստորը, շատ ավելի արդյունավետ է փոխանցում էլեկտրաէներգիան և ունի էկզոտիկ հատկություններ, որոնք կարող են շատ օգտակար լինել քվանտային հաշվարկներում: Գրաֆենը նույնպես օգտագործվել է ժամանակակից կոնդենսատորներում: Իրականում գրաֆենի սուպերկոնդենսատորները ենթադրաբար 20 անգամ ավելի հզոր են, քան ավանդական կոնդենսատորները (արձակում են 20 Վտ/սմ3), և դրանք կարող են 3 անգամ ավելի ուժեղ լինել, քան այսօրվա բարձր հզորությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցները:

4. Մարտկոցներ

Երբ խոսքը վերաբերում է մարտկոցներին (չոր բջիջ և լիթիում-իոն), ածխածնի և գրաֆիտի նյութերը նույնպես կարևոր դեր են ունեցել այստեղ: Ավանդական չոր խցիկի դեպքում (մարտկոցները, որոնք մենք հաճախ օգտագործում ենք մեր ռադիոներում, լապտերներում, հեռակառավարման վահանակներում և ժամացույցներում), մետաղական էլեկտրոդը կամ գրաֆիտի ձողը (կաթոդը) շրջապատված է խոնավ էլեկտրոլիտային մածուկով, և երկուսն էլ պարուրված են ներսում։ մետաղական գլան:

Այսօրվա ժամանակակից լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնպես օգտագործում են գրաֆիտ՝ որպես անոդ: Ավելի հին լիթիում-իոնային մարտկոցներն օգտագործում էին ավանդական գրաֆիտային նյութեր, սակայն այժմ, երբ գրաֆենը դառնում է ավելի մատչելի, փոխարենը այժմ օգտագործվում են գրաֆենի անոդներ՝ հիմնականում երկու պատճառով. 1. Գրաֆենի անոդներն ավելի լավ են պահում էներգիան և 2. այն խոստանում է լիցքավորման ժամանակ, որը 10 անգամ ավելի արագ է, քան ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցը:

Վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցներն այս օրերին ավելի ու ավելի տարածված են դառնում: Դրանք այժմ հաճախ օգտագործվում են մեր կենցաղային տեխնիկայում, շարժական էլեկտրոնիկայի, դյուրակիր համակարգիչների, սմարթ հեռախոսների, հիբրիդային էլեկտրական մեքենաների, ռազմական մեքենաների, ինչպես նաև օդատիեզերական ծրագրերում: