Наноионное устройство - Nanoionic device

Жесткие диски Nanoionic использовать наноионная технология позволяя использовать небольшие устройства, избавляясь от движущихся частей и механический сбои, связанные с предыдущими жесткими дисками.[1] Впервые наноионные устройства были предложены в 1992 году: «Полученные результаты показывают, что в пленках можно формировать массивы электрохимических устройств с одиночными элементами размером ~ 10 нм».[2] Основой проектирования наноионных устройств является создание наноструктур с наноионным параметром. λ / L ~ 1, где L размер структуры устройства, и λ - характерный размер конкретной области, в которой реализуется свойство быстрого ионного транспорта. «Возможности влиять на эти конкретные области <λ> управляемым образом могут появиться в устройствах небольшого размера». Ионно-электронные гибридные устройства следует рассматривать как шаг на пути к будущей наноэлектронике-наноионике (наноэлионике), которая была впервые предложена в 1996 году.[3] Наноионные устройства были разработаны для создания новых функций, преодолевающих ограничения обычного синтеза материалов и полупроводниковой технологии. Различные физические свойства могут быть настроены и улучшены за счет локального переноса ионов вблизи границы твердое тело / твердое тело. Два метода легирования электронных носителей могут использоваться для получения электронных носителей с чрезвычайно высокой плотностью: один - электростатическое легирование носителей с использованием двойного электрического слоя (EDL); другой - электрохимическое легирование носителя с помощью окислительно-восстановительной реакции. В общем, это атомистическая перестройка вблизи границы твердое тело / твердое тело.[4]

История

Первый привод жесткого диска (HDD) был изготовлен в 1956 г. IBM. Он весил почти 2000 г. фунты и был 60" × 68" × 29". Проведено 5 МБ. Это . Он использовался в компьютере IBM RAMAC 305.[5] Со временем жесткие диски смогли хранить больше информации, и детали стали намного меньше.[5]

В 1976 г. первый твердотельный накопитель (SSD) был сделан Датарам и мог хранить до 2 МБ. SSD не пользовались популярностью до 2001 года, когда доходы отрасли SSD достигли 25 миллионов долларов в год. Причина такого медленного роста заключалась в том, что ранние твердотельные накопители были дорогими. В 1978 году 1 ГБ стоил бы 1 миллион долларов. Даже в 2001 году твердотельный накопитель Adtron S35PC 3,5 дюйма, в котором было 14 ГБ Стоимость хранения 42000 долларов.[6]

Идея наноионных технологий зародилась в Университете штата Аризона в 1992 г., а в 1996 г. наноионный суперконденсатор был первым устройством, использующим наноионику. Первый привод с этой технологией был изобретен доктором Майклом Козицким в Университете штата Аризона в 1996 году.[нужна цитата ]

Режим работы

Наноионные устройства основаны на принципах электрохимия. В настоящее время жесткие диски сделаны из твердых материалов, которые меньше весят и вырабатывают больше энергии; твердые тела имеют один полярность для движущихся ионов. Ионы - это то, что электроды сделаны из. Электроды являются ключевыми компонентами наноионных устройств. Эти электроды могут быть сделаны из ZrO2, металл с покрытием La2NiO4/ La2CuO4, или Би10V4(металл) O26. Где «металл» - это любой металл, найденный в переходный металл группа как медь. Эти наноионные устройства состоят из меньших по размеру устройств, расстояние между которыми составляет менее одной десятой нанометра. Из-за небольшого расстояния между материалами в наноионном устройстве для прохождения пути необходимы ионы меньшего размера. Металлы первой группы периодическая таблица малы, но слишком реактивны. Так что должен быть компромисс между реакционной способностью химикатов и размером. Вот почему такие материалы, как Cu или же Ag удовлетворить потребности наноионных приводов.

В наноионном устройстве было бы халькогенидное стекло с металлом, подобным золоту, и элементом шестой группы, пропитанным стеклом. Это стекло является электродом для наноионики. в окисление реакция на Ag+ затем теряет электрон и превращается в Ag. Эта реакция происходит только тогда, когда переключатель подтверждает, что реакция произошла, и эти переключатели используются для хранения двоичной информации. Это хранилище двоичной информации - это место, где все данные сохраняются на жестком диске. Все это зависит от небольшого тока ионов, отсюда и название наноионный, который позволяет реакции происходить.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Буллис, Кевин (31 октября 2007 г.). «Терабайтное хранилище для сотовых телефонов». Обзор технологий MIT.
  2. ^ Despotuli, A.L .; Николайчик, В. (1993). «Шаг к наноионике». Ионика твердого тела. 60: 275–278.
  3. ^ Despotuli, A.L .; Андреева, А. (2010). «Наноионика: новые материалы и суперконденсаторы». Нанотехнологии в России. 5 (7–8): 506–520.
  4. ^ Tsuchiya, T .; Аоно, М. (2016). «Наноионные устройства: наноархитектоника интерфейса для настройки и улучшения физических свойств». Японский журнал прикладной физики. 55 (7–8): 1102A4-1–1102A4-14.
  5. ^ а б Эрнандес, Даниела (3 января 2014 г.). "Tech Time Warp of the Week: первый в мире жесткий диск, 1956 год". ПРОВОДНОЙ.
  6. ^ Керекеш, Жолт. «График роста рынка твердотельных дисков». Storagesearch.