Pazartesi , Ocak 25 2021
Ana Sayfa / Dijital Dönüşüm ve Endüstri 4.0 / 5G Teknolojileri / 5G ve Ötesi İletişim Teknolojileri İçin Grafen Kompozitleri ile Elektromanyetik Parazit Koruması

5G ve Ötesi İletişim Teknolojileri İçin Grafen Kompozitleri ile Elektromanyetik Parazit Koruması

Ekeltronik cihazların minyatürleştirilmesi ve buna bağlı olarak elektronik sistemlerdeki ısı ve elektromanyetik (EM) dalga emisyonundaki artış, eşzamanlı ısı yönetimini ve elektromanyetik girişim (EMI) korumasını önemli hale getirmiştir. Çalışan herhangi bir elektronik cihaz, EM radyasyonunun kaynağıdır. Bu nedenle, elektronik bileşenlerin bozulmasını ve arızalanmasını önlemek için EM radyasyonlarından korunmalıdır.

5G ve Ötesi İletişim Teknolojileri İçin Grafen Kompozitleri ile Elektromanyetik Parazit Koruması

Kablosuz iletişim, taşınabilir cihazlar ve yüksek güç iletim hatlarındaki hızlı artış, çevresel EM kirliliğini insan sağlığı için büyük bir endişe haline getirmiştir. Elektronik bileşenlerin son teknoloji ürünü 2D, 2.5D ve 3D entegre sistemlerde yoğun şekilde paketlenmesi ve yüksek ısı akılarının oluşturulması, EMI korumasının verimliliğini ve kararlılığını olumsuz etkileyen yüksek sıcaklıklara sahip bir ortam yaratmaktadır.

EMI ekranlama için geleneksel malzemeler, kaplama ve muhafaza olarak kullanılan metaller veya metal dolgulu kompozitlerdir. Metaller, EM dalgalarını çoğunlukla yansıtma mekanizması ile bloke eden yüksek yoğunluklu mobil yük taşıyıcılarına sahiptir. Bununla birlikte, metalik kalkanlar ağırdır ve paslanmaya neden olarak oksidasyona eğilimlidir. Sıcaklıktaki artış ayrıca metaller veya metal dolgularla kompozitler tarafından EMI korumasının bozulmasına yol açar. Yapılan çalışmada, profesör Alexander A. Balandin ve California Üniversitesi – Riverside (UCR) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden araştırma profesörü Fariborz Kargar liderliğindeki bir araştırma ekibi, grafen dolgular ile kompozitlerin ölçeklenebilir sentezini sağlayabildiklerini açıkladılar.

EMI koruma verimliliklerini X-bandında (8.2 GHz – 12.4 GHz frekans aralığı) ve aşırı yüksek frekans (EHF) bandında (220 GHz – 325 GHz frekans aralığı) test edildi. İncelenen frekans bantları, son teknoloji ve gelecekteki iletişim sistemleri ile ilgiliydi. Grafen yüklemesi sadece ağırlıkça %8 olan 1 mm kalınlığındaki kompozitlerin, çevreye ihmal edilebilir enerji yansıması ile terahertz altı EHF frekansında 70 dB’lik mükemmel elektromanyetik koruma sağladığı bulundu. 70-dB koruma, EM enerjisinin %99,99999’unun bloke edilmesine karşılık gelmekte.

5G ve Ötesi İletişim Teknolojileri İçin Grafen Kompozitleri ile Elektromanyetik Parazit Koruması 1

Balandin, “Grafen dolgulu geliştirilmiş hafif yapışkan kompozitler, yüksek frekanslı mikrodalga radyo rölelerinde, mikrodalga uzaktan sensörlerde, milimetre dalga tarayıcılarda ve kablosuz yerel alan ağlarında elektromanyetik emiciler olarak kullanılabilir. Bu tür grafen kompozitlerinin yüksek sıcaklıklarda mükemmel elektromanyetik koruma ve ısı iletimi özellikleri, elektromanyetik koruma ve termal yönetimin önemli tasarım konuları olduğu mikrodalga bileşenlerin ambalajlama uygulamaları için umut verici” dedi. İlginç bir şekilde, EMI ekranlama verimliliği, termal iletkenlik yaklaşık olarak sabit kalırken sıcaklık arttıkça daha da gelişmekte.

5G ve Ötesi İletişim Teknolojileri İçin Grafen Kompozitleri ile Elektromanyetik Parazit Koruması 2

Balandin, “Bu tür kompozitlerin mükemmel termal özelliklerinin nedeni, grafenin ve birkaç tabakalı grafenin olağanüstü yüksek termal iletkenliğidir” diye ekledi.

Grafenin son derece yüksek içsel termal iletkenliği, 2008 yılında UCR’deki laboratuvarında keşfedildi. Son teknolojik gelişmeler, sıvı fazda pul pul dökülmüş grafen ve az katmanlı grafenin ucuza ve büyük miktarlarda üretilebileceğini göstermiştir. Grafen oksitin çeşitli indirgenme yöntemleri de rapor edilmiştir. Grafen sentezindeki ilerleme, grafen ve az katmanlı grafen dolgu maddelerini, yüksek yüklemeli kompozitler için bile pratik hale getirir.

Son olarak Balandin: “Grafenin son derece yüksek termal iletkenliği ve enerji bant aralığı olmasa bile iyi elektriksel iletkenliği, grafeni EMI koruma ve termal yönetim uygulamaları için umut verici hale getiriyor” dedi.

Kaynak: nanowerk.com

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Copy Protected by Chetans WP-Copyprotect.