بخش نانو اَبَر خازن ها Nano cloud capacitor
(نانو اَبَر خازن های اِلکترواستاتیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: به طور کلی، نانو اَبَر خازن اِلکتریکی می توانند مقادیر زیادی انرژی ذخیره کنند، اما تمایل دارند به آرامی شارژ شوند و به سرعت فرسوده شوند. در همین حال، خازن ها طول عمر بیشتری دارند و می توانند به سرعت تخلیه شوند، اما کل انرژی بسیار کمتری را ذخیره می کنند. برای ساخت نانو اَبَر خازن اِلکتریکی میتوان آرایه های نانو ساختاری از خازن های الکترواستاتیک را ایجاد کرد.
نانو خازن های الکترواستاتیک ساده ترین نوع دستگاه ذخیره سازی الکترونیکی انرژی هستند. آنها بار الکتریکی را روی سطح دو الکترود فلزی که توسط یک ماده عایق از هم جدا شده اند ذخیره می کنند. ظرفیت ذخیره سازی نانو اَبَر خازن اِلکتریکی به طور مستقیم با سطح این الکترودهای ساندویچ مانند متناسب است. ظرفیت ذخیره سازی نانو اَبَر خازن اِلکتریکی را میتوان با استفاده از نانو ساختار برای افزایش سطح ذخیره انرژی افزایش داد. الکترود های نانو اَبَر خازن اِلکتریکی مانند الکترود های موجود در خازن های معمولی کار می کنند، اما به جای صاف بودن، لوله‌ای هستند و در عمق نانو حفره ها جمع می شوند.
نانو خازن های اِلکترواستاتیک از فاصله بسیار کم بین الکترودهایشان نیز بهره می برند و نانو خازن های اِلکترواستاتیک از این نظر منحصر به فرد است. اگر الکترودها از هم دور باشند، بارهای مشابه روی سطح آنها به شدت یکدیگر را دفع می کنند. هنگامی که الکترودها نزدیکتر به هم قرار می گیرند، بارهای منفی و مثبت در هر دو طرف این نیروهای دافعه را متعادل می کنند و بار کُل بیشتری را می توان در یک منطقه معین ذخیره کرد. ضخامت کل هر نانو خازن های اِلکترواستاتیک فقط 25 نانومتر است و بارها می توانند به هم نزدیک شوند. تا کنون، آرایه های نانو خازن های اِلکترواستاتیک نمی توانند کل انرژی زیادی را ذخیره کنند، زیرا آنها بسیار کوچک هستند. نانو خازن های اِلکترواستاتیک حاوی میلیاردها نانو خازن برای ذخیره مقادیر زیادی انرژی است. افزایش مقیاس تا یک سطح عملی بی اهمیت نیست، اما این جفت با هم برای ایجاد آرایه های بزرگتر کار می کنند. در ساختار نانو خازن های اِلکترواستاتیک می توانند به طور موثر چندین آرایه را به یکدیگر متصل کنند.یکی از مزیت های روش ساخت نانو خازن های اِلکترواستاتیک این است که می توان ابعاد نانو حفره و ضخامت های مربوط به الکترود و عایق را به دقت کنترل کرد.
نتیجه گیری :
به طور کلی، نانو اَبَر خازن اِلکتریکی می توانند مقادیر زیادی انرژی ذخیره کنند، اما تمایل دارند به آرامی شارژ شوند و به سرعت فرسوده شوند. در همین حال، خازن ها طول عمر بیشتری دارند و می توانند به سرعت تخلیه شوند، اما کل انرژی بسیار کمتری را ذخیره می کنند. برای ساخت نانو اَبَر خازن اِلکتریکی میتوان آرایه های نانو ساختاری از خازن های الکترواستاتیک را ایجاد کرد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک