نانو اَبَرخازن ها و (خواص دی اِلکتریک یا عایق الکتریکی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: در (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک، یک عایق الکتریکی است که می‌تواند با اعمال میدان الکتریکی قطبیت شود. در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک ایده آل بار آزاد ندارد. هنگامی که یک دی الکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرد، بار های آزاد القائی که در هادی ها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر می کردند، دیگر وجود ندارند. اما چون دی الکتریک (نانو اَبَرخازن ها) بار مقیّد دارد، نمی توان نتیجه گرفت که تأثیری بر میدان الکتریکی قرار گرفته در آن ندارند.
با توجه به ضخامت کم دی الکتریک در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) ، میدان الکتریکی بزرگتری را می توان با یک ولتاژ کم روی اِلکترود داخلی (نانو اَبَرخازن ها) ایجاد کرد . با وجود روند ساخت پیچیده تر نسبت به (نانو اَبَرخازن ها) اِلکترود داخلی سه بعدی ، مزایا فوق باعث می شوند که این نوع ترجیح داده شوند.در ساختار اِلکترود داخلی مبتنی بر دی الکتریک تمامی (نانو اَبَرخازن ها) روی یک ویفر به طور همزمان خاموش و روشن می شوند ، چون دارای خاصیت دی اِلکتریک یکسان روی الکترود های داخلی هستند.ضخامت لایه اکسید زیاد است واز طرفی فرآیند تولید به گونه ای است که سطح تماس دی الکتریک تمامی (نانو اَبَرخازن ها) با اکسید گیت کم بوده و برای خاموش روشن کردن قطعه با ولتاژ کم مشکل ایجاد می کند.
(نانو اَبَرخازن ها) نوع ثابت از خازن ها هستند به این معنی که این خازن ها از خازن ثابت استفاده می کنند (خازن یعنی توانایی نگه داشتن یا ذخیره بار الکتریکی). به عبارت دیگر در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) نوعی خازن ثابت است که مقدار ثابت بار الکتریکی را ذخیره می کند.
در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) با گرفتن دو یا چند ورق نانو آلومینیوم و قرار دادن یک نانو الکترود بین آنها ساخته می شود. نانو الکترود بین ورق های نانو آلومینیومی قرار گرفته به عنوان دی الکتریک و ورق های نانو آلومینیوم به عنوان الکترود عمل می کنند. نانو الکترود رسانای ضعیف الکتریسیته است بنابراین اجازه نمی دهد جریان الکتریکی یا شارژ الکتریکی بین دو صفحه نانو آلومینیومی جریان یابد. با این حال، نانو الکترود اجازه می دهد تا میدان الکتریکی از طریق آن ذخیره گردد. بنابراین نانو الکترود که بین ورق های نانو آلومینیومی قرار داده شده مانع جریان الکتریکی می شود.نانو الکترود و ورق های نانو آلومینیومی به شکل استوانه نورد شده و سیم های سیم به هر دو انتهای ورق های نانو آلومینیومی وصل شده اند. سپس کل سیلندر با موم یا رزین پلاستیکی پوشانده می شود تا در برابر رطوبت هوا محافظت شود.نانو اَبَرخازن ها و (خواص دی اِلکتریک یا عایق الکتریکی) در کاربردهای ولتاژ بالا و جریان بالا استفاده می شوند.
نتیجه گیری :
در (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک، یک عایق الکتریکی است که می‌تواند با اعمال میدان الکتریکی قطبیت شود. در ساختار (نانو اَبَرخازن ها) دی الکتریک ایده آل بار آزاد ندارد. هنگامی که یک دی الکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرد، بار های آزاد القائی که در هادی ها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر می کردند، دیگر وجود ندارند. اما چون دی الکتریک (نانو اَبَرخازن ها) بار مقیّد دارد، نمی توان نتیجه گرفت که تأثیری بر میدان الکتریکی قرار گرفته در آن ندارند.
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک