ខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតដែលលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សរារាំងវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច

សូមអរគុណសម្រាប់ការចុះឈ្មោះជាមួយ Physics World ប្រសិនបើអ្នកចង់ផ្លាស់ប្តូរព័ត៌មានលម្អិតរបស់អ្នកនៅពេលណាក៏បាន សូមចូលទៅកាន់គណនីរបស់ខ្ញុំ។

ខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតអាចការពារឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចពីវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (EM) ប៉ុន្តែបច្ចេកទេសបច្ចុប្បន្នសម្រាប់ការផលិតវាចំណាយពេលច្រើនម៉ោង និងតម្រូវឱ្យមានសីតុណ្ហភាពដំណើរការប្រហែល 3000 °C។ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមួយក្រុមមកពីមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិសឺនយ៉ាងសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈនៅបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រចិនឥឡូវនេះបានបង្ហាញវិធីជំនួសមួយក្នុងការផលិតខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតដែលមានគុណភាពខ្ពស់ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែប៉ុន្មានវិនាទីប៉ុណ្ណោះ ដោយការពន្លត់បន្ទះនីកែលក្តៅក្នុងអេតាណុល។ អត្រាកំណើនសម្រាប់ខ្សែភាពយន្តទាំងនេះគឺខ្ពស់ជាងវិធីសាស្រ្តដែលមានស្រាប់ជាងពីរលំដាប់ ហើយចរន្តអគ្គិសនី និងកម្លាំងមេកានិចរបស់ខ្សែភាពយន្តគឺស្មើនឹងខ្សែភាពយន្តដែលផលិតដោយប្រើការដាក់ចំហាយគីមី (CVD)។

ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចទាំងអស់ផលិតវិទ្យុសកម្ម EM មួយចំនួន។ នៅពេលដែលឧបករណ៍កាន់តែតូចទៅៗ ហើយដំណើរការក្នុងប្រេកង់ខ្ពស់ៗ សក្តានុពលនៃការជ្រៀតជ្រែកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (EMI) ក៏កើនឡើង ហើយអាចប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ ក៏ដូចជាប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៅក្បែរនោះផងដែរ។

ក្រាហ្វីត ដែលជាអាឡូត្រូបនៃកាបូនដែលបង្កើតឡើងពីស្រទាប់ក្រាហ្វីនដែលភ្ជាប់គ្នាដោយកម្លាំងវ៉ាន់ដឺវ៉ាល់ មានលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី កម្ដៅ និងមេកានិចគួរឱ្យកត់សម្គាល់មួយចំនួន ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាខែលការពារដ៏មានប្រសិទ្ធភាពប្រឆាំងនឹង EMI។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវតែស្ថិតក្នុងទម្រង់ជាខ្សែភាពយន្តស្តើងមួយ ដើម្បីឱ្យវាមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធី EMI ជាក់ស្តែង ពីព្រោះវាមានន័យថា សម្ភារៈអាចឆ្លុះបញ្ចាំង និងស្រូបយករលក EM នៅពេលដែលពួកវាមានអន្តរកម្មជាមួយឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកនៅខាងក្នុងវា។

បច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសំខាន់ៗនៃការផលិតខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតពាក់ព័ន្ធនឹងការដុតប៉ូលីមែរអារ៉ូម៉ាទិចនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬការដាក់ស្រទាប់អុកស៊ីដក្រាហ្វីន (GO) ឬសន្លឹកណាណូក្រាហ្វីនជាស្រទាប់ៗ។ ដំណើរការទាំងពីរតម្រូវឱ្យមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ប្រហែល 3000 អង្សាសេ និងពេលវេលាដំណើរការមួយម៉ោង។ នៅក្នុង CVD សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការគឺទាបជាង (រវាង 700 ដល់ 1300 អង្សាសេ) ប៉ុន្តែវាត្រូវចំណាយពេលពីរបីម៉ោងដើម្បីបង្កើតខ្សែភាពយន្តក្រាស់ណាណូម៉ែត្រ សូម្បីតែនៅក្នុងកន្លែងទំនេរក៏ដោយ។

ក្រុមមួយដែលដឹកនាំដោយលោក Wencai Ren ឥឡូវនេះបានផលិតខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតដែលមានគុណភាពខ្ពស់កម្រាស់រាប់សិបណាណូម៉ែត្រក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានវិនាទី ដោយកំដៅបន្ទះនីកែលដល់ 1200 °C ក្នុងបរិយាកាសអារហ្គុន ហើយបន្ទាប់មកជ្រលក់បន្ទះនេះយ៉ាងលឿនក្នុងអេតាណុលនៅសីតុណ្ហភាព 0 °C។ អាតូមកាបូនដែលផលិតចេញពីការរលួយនៃអេតាណុល សាយភាយ និងរលាយចូលទៅក្នុងនីកែល ដោយសារភាពរលាយកាបូនខ្ពស់របស់លោហៈ (0.4 wt% នៅ 1200 °C)។ ដោយសារតែភាពរលាយកាបូននេះថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៅសីតុណ្ហភាពទាប អាតូមកាបូនបន្ទាប់មកបំបែក និងធ្លាក់ចេញពីផ្ទៃនីកែលក្នុងអំឡុងពេលពន្លត់ ដោយបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតក្រាស់។ អ្នកស្រាវជ្រាវរាយការណ៍ថា សកម្មភាពកាតាលីករដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់នីកែលក៏ជួយដល់ការបង្កើតក្រាហ្វីតដែលមានគ្រីស្តាល់ខ្ពស់ផងដែរ។

ដោយប្រើប្រាស់ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃមីក្រូទស្សន៍បញ្ជូនដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ ការឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិច និងវិសាលគមរ៉ាម៉ាន លោក Ren និងសហការីបានរកឃើញថា ក្រាហ្វីតដែលពួកគេផលិតមានសភាពគ្រីស្តាល់ខ្ពស់លើផ្ទៃធំៗ មានស្រទាប់ល្អ និងមិនមានពិការភាពដែលអាចមើលឃើញនោះទេ។ ចរន្តអេឡិចត្រុងនៃខ្សែភាពយន្តគឺខ្ពស់ដល់ 2.6 x 105 S/m ស្រដៀងនឹងខ្សែភាពយន្តដែលដាំដុះដោយ CVD ឬបច្ចេកទេសសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការចុចខ្សែភាពយន្ត GO/graphene។

ដើម្បីសាកល្បងថាតើសម្ភារៈនេះអាចរារាំងវិទ្យុសកម្ម EM បានល្អប៉ុណ្ណា ក្រុមការងារបានផ្ទេរខ្សែភាពយន្តដែលមានផ្ទៃក្រឡា 600 mm2 ទៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលធ្វើពីប៉ូលីអេទីឡែន តេរ៉េហ្វថាឡាត (PET)។ បន្ទាប់មកពួកគេបានវាស់ប្រសិទ្ធភាពការពារ EMI (SE) របស់ខ្សែភាពយន្តនៅក្នុងជួរប្រេកង់ X-band ចន្លោះពី 8.2 ទៅ 12.4 GHz។ ពួកគេបានរកឃើញ EMI SE ច្រើនជាង 14.92 dB សម្រាប់ខ្សែភាពយន្តដែលមានកម្រាស់ប្រហែល 77 nm។ តម្លៃនេះកើនឡើងដល់ជាង 20 dB (តម្លៃអប្បបរមាដែលត្រូវការសម្រាប់កម្មវិធីពាណិជ្ជកម្ម) នៅក្នុង X-band ទាំងមូល នៅពេលដែលពួកគេដាក់ខ្សែភាពយន្តជាច្រើនជាមួយគ្នា។ ជាការពិតណាស់ ខ្សែភាពយន្តដែលមានខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតចំនួនប្រាំដុំ (កម្រាស់ប្រហែល 385 nm សរុប) មាន EMI SE ប្រហែល 28 dB ដែលមានន័យថាសម្ភារៈអាចរារាំងវិទ្យុសកម្មដែលកើតឡើងបាន 99.84%។ ជារួម ក្រុមការងារបានវាស់ការការពារ EMI 481,000 dB/cm2/g នៅទូទាំង X-band ដែលមានដំណើរការល្អជាងសម្ភារៈសំយោគទាំងអស់ដែលបានរាយការណ៍ពីមុន។

ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនិយាយថា តាមចំណេះដឹងដ៏ល្អបំផុតរបស់ពួកគេ ខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតរបស់ពួកគេគឺស្តើងបំផុតក្នុងចំណោមសម្ភារៈការពារដែលបានរាយការណ៍ ជាមួយនឹងដំណើរការការពារ EMI ដែលអាចបំពេញតម្រូវការសម្រាប់កម្មវិធីពាណិជ្ជកម្ម។ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វាក៏អំណោយផលផងដែរ។ កម្លាំងបាក់របស់សម្ភារៈប្រហែល 110 MPa (ស្រង់ចេញពីខ្សែកោងភាពតានតឹង-សំពាធនៃសម្ភារៈដែលដាក់នៅលើការគាំទ្រ polycarbonate) គឺខ្ពស់ជាងខ្សែភាពយន្តក្រាហ្វីតដែលដាំដុះដោយវិធីសាស្ត្រផ្សេងទៀត។ ខ្សែភាពយន្តនេះក៏មានភាពបត់បែនផងដែរ ហើយអាចពត់បាន 1000 ដងជាមួយនឹងកាំពត់ 5 មីលីម៉ែត្រដោយមិនបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិការពារ EMI របស់វា។ វាក៏មានស្ថេរភាពកម្ដៅរហូតដល់ 550 °C។ ក្រុមនេះជឿជាក់ថាលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះ និងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតមានន័យថាវាអាចត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈការពារ EMI ស្តើងបំផុត ទម្ងន់ស្រាល អាចបត់បែនបាន និងមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងវិស័យជាច្រើន រួមទាំងអាកាសចរណ៍ ក៏ដូចជាអេឡិចត្រូនិច និងអុបតូអេឡិចត្រូនិច។

សូមអានវឌ្ឍនភាពដ៏សំខាន់ និងគួរឱ្យរំភើបបំផុតនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិបើកចំហថ្មីនេះ។

Physics World តំណាងឱ្យផ្នែកសំខាន់មួយនៃបេសកកម្មរបស់ IOP Publishing ក្នុងការទំនាក់ទំនងការស្រាវជ្រាវ និងនវានុវត្តន៍លំដាប់ពិភពលោកទៅកាន់ទស្សនិកជនឱ្យបានទូលំទូលាយបំផុត។ គេហទំព័រនេះបង្កើតបានជាផ្នែកមួយនៃផលប័ត្រ Physics World ដែលជាការប្រមូលផ្តុំនៃសេវាកម្មព័ត៌មានអនឡាញ ឌីជីថល និងបោះពុម្ពសម្រាប់សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រសកល។