В Южной Корее разрабатывают самую тонкую в мире экранирующую пленку с сверхвысокой эффективностью - от 70 до 80 децибел

Корреспондент Гу Бон Хёк

- GIST и Сеульский национальный университет разработали самую тонкую в мире пленку для электромагнитного экранирования
- Опубликовано в международном журнале «Nature», достигнуто 100-кратное улучшение электромагнитного экранирования

Изображение, показывающее пленку EXIM для электромагнитного экранирования, прикрепленную к гибкой поверхности устройства [Предоставлено GIST]

В Южной Корее разработали новую технологию, которая идеально блокирует электромагнитные волны при толщине в одну сотую ширины человеческого волоса. Ожидается, что она найдет широкое применение в таких областях, как корпус полупроводников нового поколения, интеллектуальные устройства и гибкие электронные компоненты.

Институт науки и технологий Кванджу (GIST) объявил, что исследовательская группа под руководством профессора Ён Хан Ула из факультета инженерии новых материалов в сотрудничестве с исследовательской командой во главе с профессором Чжу Ён Чаном из Сеульского национального университета, профессором Ким Мён Ги из Университета Корё и доктора Ли Сон Су из Корейского института науки и технологий (KIST) разработала ведущую в мире технологию ультратонкого экранирования электромагнитных волн.

Сравнение структуры электромагнитных экранирующих пленок для корпуса полупроводников. Преодолев ограничения традиционных металлических банок и пористых экранирующих пленок, экранирующая пленка EXIM обеспечивает максимальную эффективность даже при небольшой толщине за счет послойного нанесения металла и Maxine (Предоставлено GIST)

Исследовательская группа придумала новую гетероструктуру, сочетающую металл с керамическим материалом «MXene», и разработала технологии материалов и процессов, которые значительно уменьшают толщину электромагнитной экранирующей пленки, одновременно повышая ее эффективность в 100 раз и более. Результаты этого исследования опубликованы 30 октября в самом авторитетном научном журнале мира «Nature».

Электромагнитные помехи (EMI), генерируемые электронными устройствами, вызывают ошибки связи, сбои в работе и выделение тепла, что ухудшает производительность и стабильность устройств. Хотя технология экранирования EMI считается ключевым элементом в изготовлении корпуса полупроводников и разработке смарт-устройств, традиционные экранирующие пленки на металлической основе имеют большую толщину и вес, что затрудняет их применение в новейших электронных устройствах, требующих миниатюризации и гибкости.

Разработанная для преодоления этих ограничений конформная, электромагнитная экранирующая пленка является передовым материалом, необходимым для создания более легких и тонких корпусов полупроводников. Однако существующие экранирующие пленки сталкивались с «дилеммой толщины и производительности», когда уменьшение толщины резко ухудшало экранирующие характеристики, что затрудняло одновременное достижение легкости и высокой производительности.

Для решения этой проблемы исследовательская группа предложила новую структуру «экранирующей пленки EXIM (Embedded-MXene-in-Metal)». Она создается путем наложения тонких пленок металла и MXene без образования пор, с использованием только существующего оборудования для производства полупроводниковых корпусов.

Исследовательская группа под руководством профессора Ён Хан Ула (задний ряд, крайний слева) из факультета материаловедения и инженерии GIST, профессор Чжу Ён Чан (вверху слева) из Сеульского национального университета [Предоставлено GIST]

В новой структуре EXIM металлическая пленка действует как стенка, ограничивающая электромагнитные волны, а пленка MXene внутри вызывает рассеивание и поглощение волн. В результате даже при толщине 2 микрометра (μm, примерно 1/50 толщины человеческого волоса) достигнута производительность, превышающая 100 раз по сравнению с существующими экранирующими пленками, что эквивалентно 20 децибелам (дБ) и более, блокирующего примерно 99% электромагнитных волн.

Кроме того, производительность оставалась практически неизменной даже при уменьшении толщины Maxine с 1 микрометра (мкм) до 200 нанометров (нм, примерно 1/500 толщины человеческого волоса). И наоборот, вставка органической пленки толщиной всего 4 нанометра (нм) на границе раздела металл-Maxine привела к резкому снижению производительности. Исследовательская группа применила эту технологию к чипам флэш-накопителей и гибким устройствам, доступным на рынке, продемонстрировав как совместимость техпроцессов, так и сверхплотное прилегание.

Экранирующая плёнка EXIM (Фото = GIST)

Нанесение ультратонкой пленки на микросхему USB 3.0 флэш-накопителя полностью устранило помехи сигнала Bluetooth-динамика. Экранирующая пленка EXIM, толщина которой составляет от 1 до 1,9 микрометра (мкм), значительно тоньше и гибче, чем обычная алюминиевая фольга (толщиной 16 мкм), но при этом обеспечивает сверхвысокую эффективность экранирования от 70 до 80 децибел (дБ), превосходящую даже военные стандарты (60 дБ и выше).

«Данное исследование преодолевает давнюю дилемму в области электромагнитных экранирующих материалов, когда эффективность снижается с уменьшением толщины» - сказал профессор Ён Хан Ул, добавив: «Эта экранирующая технология, будучи чрезвычайно тонкой, гибкой и эффективной, найдет широкое применение в различных областях, таких как корпус полупроводников нового поколения, интеллектуальные устройства и гибкие электронные компоненты».

nbgkoo@heraldcorp.com

#южнаякорея #корея #политика #экономика #промышленность #технология #экранирование #химия #бизнес #финансы #медицина #общество #культура #искусство #гаджеты #электроника #азия