Сводная группа учёных из НИТУ «МИСиС» и РАН движется в сторону интереснейшей разработки — электрогенераторов, которые интегрированы в кремниевую подложку микросхем. Это обеспечит резервное питание чипам, а в перспективе даже может заменить аккумуляторы.
Питать чипы изнутри учёные предлагают водородными топливными ячейками. Но на пути к этому стояла одна проблема — нанопористые кремниевые мембраны со временем разрушаются от водных и слабощелочных растворов. Для успеха проекта требовалось защитить поверхность кремния даже в закрытых порах от контакта с жидкой средой. Исследователи смогли решить эту проблему.
Учёные разработали технологию нанесения многослойных графеновых покрытий методом осаждения из газовой фазы. Технология признана уникальной и защищена патентом РФ № 2731278 от 1 сентября 2020 года.
«Мы предложили не имеющий аналогов метод создания многослойных графеновых покрытий на внутренних стенках пор по всей глубине кремниевой структуры. Других способов производства электродов для эффективных микротопливных элементов сегодня нет. Источники тока такого рода могут не только обеспечить длительное резервное питание техники, но со временем, вероятно, заменят аккумуляторы», — объяснила доцент кафедры Материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ «МИСиС» Екатерина Гостева.
Результаты исследования опубликованы в журнале Microporous and Mesoporous Materials. Обработка кремния по новому методу в несколько сотен раз уменьшает поверхностное электросопротивление и заметно повышает устойчивость к слабощелочным растворам. Также, за счёт появления нового микрорельефа внутри пор кремния, площадь полезной поверхности материала увеличивается более чем в три раза. Всё это вместе резко повышает характеристики микротопливного элемента, включая долговечность его использования.
