Как электронная бумага стала магнитной

      Комментарии к записи Как электронная бумага стала магнитной отключены

Как электронная бумага стала магнитной

Создавать магнитное поле посредством электричества человечество обучилось уже в начале 19-го века, а во второй его половине электромагниты уже использовались в индустрии везде. Но таковой метод, который связан с протеканием электрических токов, энергозатратен по определению. Исходя из этого в конце 20-го века постоянные магниты, не требующие источников питания, стали опять привлекательной альтернативой (они употребляются, к примеру, в драйверах твёрдых дисков, в электродвигателях и в звуковых совокупностях).

Но, как направляться из самого заглавия, постоянные магниты не смогут включаться и выключаться либо поменять полярность по отечественному жажде. Исходя из этого задача о создании магнитоэлектрической среды, которая бы объединяла в себе преимущества энергонезависимых постоянных магнитов и переключаемых электромагнитов на данный момент выходит на первый замысел. Любопытное ответ данной задачи предложено сотрудниками Harvard University (США): придать магнитные особенности гирикону, среде, применяемой в качестве электронной бумаги [1].

Гирикон представляет собой полимерную среду, в которую внедрены двуцветные сферические частицы из полиэтилена, вольно вращающиеся в полостей с жидкостью (рис.1). Две полусферы частицы отличаются не только цветом, но и зарядом – чёрная сторона заряжена положительно, так что вся частица имеет дипольный момент ~ 10-19 Кл?м. Этого момента выясняется достаточно, дабы ориентировать частицы посредством электрического поля ~3 В/мкм.

Переключая полярность приложенного напряжения, возможно поменять цвет поверхности полимерной пленки с тёмного на белый и обратно.

Рис. 1. а – микрофотография гирикона: полимера с внедренными черно-белыми сферическими частицами; б – схематическое изображение магнитоэлектрического композита на базе гирикона: частицы-диполи вольно вращаются в микрополостях с жидкостью. +/- электрические, S,N – магнитные полюса

В [1] было предложено добавить к особенностям электронной бумаги еще одну функциональную возможность – магнитную, методом введения в материал частиц магнитных примесей. Дабы задать магнитный момент, частицы подвергались одновременному действию электрического и магнитного полей: электрическое поле ориентировало частицы, а магнитное задавало постоянный магнитный момент. Так среда получала действенные магнитоэлектрические особенности: сейчас подачей электрического напряжения возможно было руководить намагниченностью гирикона, не расходуя энергию на электрические токи.

Любопытно, что мысль создания среды, складывающейся из частиц со «сцепленными» магнитными и электрическими моментами, высказывалась еще в 1948 году классиком электротехники и электроники Б. Теллегеном [2], но предлагаемый им рецепт – суспензия из магнитных частиц, соединенных с частичками электрета, был тяжело реализуем технически.

К сожалению, намагниченность среды весьма мала – пара миллигаусс (действительно, авторы обещают повышение данной величины на порядки подбором магнитных примесей с большей намагниченностью насыщения). Быстродействие устройств на гириконе кроме этого не радует.

Потому, что переключение осуществляется методом механического вращения частиц, частоты не превышают единиц Герц, так что о приложениях в твердотельной микроэлектронике речи не идет (в отличие от магнитоэлектриков, см. [3], и полупроводников, см. [4]). Но магнитоэлектрический гирикон может оказаться нужным для приложений в микрофлюидике (раздел гидродинамики, занимающийся созданием «жидкостных роботов», автоматизирующих химические и химические работы), в микроэлектромеханических совокупностях (MEMS) и в пластиковой микроэлектронике.

А. Пятаков

  • 1. A.Ghosh et al, Small 4, 1958 (2008)
  • 2. B.D.H. Tellegen, Philips Res. Rep. 3, 81 (1948)
  • 3. ПерсТ 15, вып. 9, стр. 4 (2008)
  • 4. ПерсТ 8, вып. 19,стр.3 (2001)

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: Алексей Багаряков уверен в том, что трансформации в статье «О рынке ценных бумаг» разрешит «Роснано» спекулировать на фондовом рынке
  • Следующая статья: Обнаружение нанодефектов и напряжений в структуре полупроводников

ЭЛЕКТРОННАЯ БУМАГА | БУДУЩЕЕ РЯДОМ | E-Paper


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: