Нано-коаксиал — основа будущих сверхъемких конденсаторов

В свежем номере Nature Communications, инженеры из университета Райса, описывают созданный ими миниатюрный коаксиальный кабель, обладающий неожиданно высокой емкостью. Структура, превосходящая по эффективности все известные до сих пор микроконденсаторы, состоит из медного провода диаметром всего 100 нм, который покрыт слоем окисла, действующим как изолятор, а сверху — проводящим слоем углерода толщиной всего в несколько атомов.

Приступая к проекту 18 месяцев назад ученые намеревались получить всего лишь микропроводники из чистой меди покрытые углеродом. Для нанесения слоя углерода они применили отработанную в исследованиях графена методику осаждения на медную основу из газовой фазы. При этом выяснился малоизвестный факт — графен осаждается с образованием между ним и медной подложкой изолирующего слоя оксида меди. Ранее этому не придавалось значения, поскольку интерес для исследователей представлял собственно графен, а не материал подложки.

Теперь же в университете Райса впервые провели тестирование электрических характеристик получающегося сложного интерфейса, в ходе которого выяснилось, что емкость образцов — до 143 микрофарад на квадратный сантиметр — примерно в 10 раз превышает прогнозы, сделанные на основе классической электростатики. Такое расхождение, по предположению ученых, вероятнее всего объясняется квантовыми эффектами, вступающими в силу из-за микроскопических размеров коаксиальной системы.

Массивы, образованные из миллионов таких коаксиальных нанопроводников, смогут применяться, например, в высокоемких устройствах для аккумулирования и хранения энергии. Кроме того, экранированный микрокабель окажется полезен в качестве интегрированного передающего тракта для радиочастотных сигналов в составе чипов или электромеханических наносистем.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI