Mówi: | prof. dr hab. inż. Izabella Grzegory |
Funkcja: | dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień PAN |
Wynalazek polskich naukowców zrewolucjonizuje elektronikę. Azotek galu może być następcą krzemu, znajdzie też zastosowanie w fotowoltaice
Azotek galu, którego technologię wytwarzania opracowali polscy naukowcy pod koniec XX wieku, może się okazać następcą krzemu. Tranzystory wykonane z tego półprzewodnika są kilkunastokrotnie mniejsze i są w stanie przenosić większe ładunki energii. Z ich wykorzystaniem firma Xiaomi stworzyła już miniaturową ładowarkę o mocy 65 W. Potencjalnie półprzewodnik ten może znaleźć zastosowanie również w fotowoltaice, a nawet w mikrochipach komunikujących się z układem nerwowym człowieka.
– Azotek galu poczynił rewolucyjne zmiany w naszej cywilizacji poprzez zmianę systemu oświetlenia. Otaczają nas diody świecące LED, z których każda składa się z azotku galu. Ma on jeszcze szereg innych zalet, które mogą się przydać w elektronice dużych mocy. W tej chwili zachodzi rewolucyjny proces w energetyce. Przechodzimy na odnawialne źródła energii i potrzebujemy mnóstwa elektronicznych układów, które potrafią sterować energią dużej mocy oraz przekształcać sygnały elektryczne, prądowe – wskazuje w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Izabella Grzegory, dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk.
Półprzewodnik, jakim jest azotek galu, znalazł niedawno zastosowanie chociażby w superszybkich ładowarkach do smartfonów. W ubiegłym roku na rynku pojawiła się ładowarka Xiaomi o mocy 65 W. Zamiast tranzystorów krzemowych zostały w niej zastosowane tranzystory właśnie z azotku galu. Nie powstają one w wyniku obróbki, lecz są w pewnym sensie hodowane, podobnie jak kryształ.
Grupa japońskich naukowców zbudowała już z wykorzystaniem azotku indu i azotku galu wszczepialny chip o objętości 1 mm3 i ciężarze 2,3 mg. Urządzenie może potencjalnie aktywować określone białka w mózgu i służyć zarówno opiece zdrowotnej – leczeniu chorób neurologicznych – jak również do kontrolowania urządzeń internetu rzeczy.
Technologię kryształów azotku galu oraz budowania z niego tranzystorów rozwijają także naukowcy z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN. Komercjalizacja tej pierwszej zaplanowana jest na przełom 2022 i 2023 roku.
– Mamy pełny łańcuch technologiczny. Wykonujemy kryształy azotku galu po to, żeby móc na nich budować struktury przyrządów, zarówno optoelektronicznych, takich jak diody laserowe, jak również tranzystorów. Kryształy, które u nas w instytucie są wykonywane, należą do najlepszych na świecie. Mają bardzo mało defektów sieci krystalicznej, więc przyrządy czy struktury na nich budowane mają szereg zalet. Dodatkowo w naszych laboratoriach można przeprowadzić wiele pożytecznych operacji, np. wykonać przyrząd poprzez wbijanie z dużą energią jonów innych pierwiastków, krzemu czy magnezu, do sieci krystalicznej – tłumaczy prof. Izabella Grzegory.
Tak zwane domieszkowanie stosuje się po to, by mieć kontrolę nad urządzeniem wyposażonym w tranzystor wykonany z azotku galu. Z uwagi na to, że cechuje się on szeroką przerwą energetyczną, czysty półprzewodnik byłby cały czas aktywny. Domieszkowanie niszczy strukturę kryształów i żeby ją przywrócić, należy poddać materiał obróbce w warunkach wysokiego ciśnienia, w czym specjalizuje się instytut.
Jedną z głównych zalet azotku galu jest to, że stwarza możliwość wejścia na kolejny poziom miniaturyzacji. Zdaniem naukowców z MIT tranzystor wykonany z tego materiału może być nawet 15-krotnie mniejszy niż jego krzemowy odpowiednik.
– To nie są oczywiście jedyne zastosowania azotku galu. Jest on również niezwykle ważny w telekomunikacji, być może również w fotowoltaice, a także procesach takich jak rozszczepianie wody pod wpływem światła słonecznego, jednak są jeszcze na etapie badań naukowych – wymienia dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk. – Jego zastosowanie w optoelektronice, źródłach światła i elektronice dużych mocy jest już daleko zaawansowane aplikacyjnie. My też jesteśmy mocno zaangażowani w ten proces. Azotek galu jest wspaniałym materiałem, lecz bardzo trudnym technologicznie i ważny jest dostęp do pewnych technologii, by wydobyć wszystkie jego zalety – mówi dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień PAN.
Jak podkreśla, technologia kryształów rozwijana przez polskich naukowców jest obecnie na etapie linii pilotażowej. Komercjalizacja zaplanowana jest na przełomie 2022 i 2023 roku. Technologia tranzystorów dużych mocy rozwijana jest z kolei w projekcie TECHMATSTRATEG Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w konsorcjum z Siecią Łukasiewicz i z partnerami przemysłowymi.
– Pracujemy również w konsorcjum Horizon 2020 o nazwie GaN4AP i tam nasz instytut ma przyjemność kierować dużym pakietem zadań w celu otrzymywania optymalnych struktur do przyrządów elektronicznych dużej mocy na azotku galu – wskazuje prof. Izabella Grzegory.
Czytaj także
- 2022-06-17: Fundusz z Tajwanu szuka nad Wisłą start-upów. Chce w nie zainwestować 200 mln dolarów
- 2022-06-14: Lokalne wspólnoty energetyczne mogą być szansą na tańszą energię. W Polsce wciąż jest mało takich inicjatyw
- 2022-06-01: Rośnie zapotrzebowanie na kadry przy projektowaniu, budowie i nadzorowaniu morskich farm wiatrowych na Bałtyku. Potrzeba będzie ponad 70 tys. specjalistów
- 2022-05-31: Polscy naukowcy rozwijają kolejny materiał przyszłości. Azotek galu może zastąpić półprzewodniki z krzemu
- 2022-05-09: Rosnąca popularność fotowoltaiki dostrzeżona przez ubezpieczycieli. Polisa przydomowej instalacji PV pokryje szkody z powodu gradobicia, pożaru czy kradzieży
- 2022-04-20: Przybywa inwestycji w duże farmy fotowoltaiczne. System elektroenergetyczny czekają wyzwania związane z regulacją mocy
- 2022-04-11: 14 proc. domów jednorodzinnych w Polsce ma własną instalację fotowoltaiczną. Taka inwestycja stała się korzystniejsza niż lokata bankowa
- 2022-03-11: Kolejny park narodowy stawia na instalacje fotowoltaiczne. Inwestycja w Dolinie Biebrzy pozwoli zredukować emisję CO2 o 20 ton rocznie
- 2022-03-08: W obliczu rosyjskiej agresji Polska powinna szybciej odchodzić od paliw kopalnych. Pierwszy krok to budowa przydomowych mikroinstalacji
- 2022-02-23: W Świętokrzyskim Parku Narodowym powstała nowa instalacja fotowoltaiczna. Pokryje prawie całe zapotrzebowanie na energię
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Bankowość

Przed wakacjami Polacy szukają alternatyw dla kupowania walut w kantorach. Coraz częściej są nimi karta płatnicza i smartfon
W tegoroczne wakacje 40 proc. Polaków wybiera się na zagraniczny urlop, a 25 proc. planuje tzw. city breaks, czyli krótkie weekendowe wypady do miast w innych krajach – wynika z niedawnego badania Visa CEE Travel and Payment Intentions Study. Podczas takich wojaży wielu turystów wciąż woli płacić gotówką – badanie przeprowadzone dla Banku Millennium pokazało, że 43 proc. Polaków wymienia walutę w kantorach. To rozwiązanie ma jednak sporo minusów, dlatego przed wakacjami coraz więcej osób szuka płatniczych alternatyw. Ponad połowa badanych przez Visę Polaków chciałaby za granicą płacić kartą lub smartfonem.
Partner serwisu
Regionalne - Łódzkie
Specjalistyczne karetki pozwalają ratować życie noworodków po niedotlenieniu. Taki sprzęt trafił właśnie do szpitala w Łodzi

Niedotlenienie okołoporodowe i niewydolność oddechowa u noworodka mogą doprowadzić do jego niepełnosprawności fizycznej i intelektualnej, a w najgorszym wypadku nawet śmierci. Hipotermia lecznicza, polegająca na kontrolowanym obniżeniu temperatury ciała, pozwala temu zapobiec. Liczy się jednak czas, bo po sześciu godzinach niedotlenienia zmiany w mózgu dziecka mogą być już nieodwracalne. Dlatego Uniwersytet Medyczny w Poznaniu wspólnie z Generali Polska i Fundacją The Human Safety Net wdrażają projekt, który pozwala zastosować tę terapię już w trakcie transportu noworodka do szpitala – w karetce neonatologicznej. Specjalistyczny sprzęt trafił właśnie do łódzkiego Instytutu Centrum Zdrowia Matki Polki. – Zamierzamy dostarczać je do kolejnych placówek – zapowiada Andrea Simoncelli, przewodniczący rady nadzorczej Generali Polska.
Ochrona środowiska
Zaledwie 9 proc. surowców jest ponownie wykorzystywanych. Szansą na poprawę sytuacji jest skuteczne wdrażanie zasad gospodarki obiegu zamkniętego

Według szacunków Komisji Europejskiej zastosowanie zasad gospodarki obiegu zamkniętego w całej UE ma się przyczynić do zwiększenia unijnego PKB o dodatkowe 0,5 proc. do 2030 roku oraz stworzenia około 700 tys. nowych miejsc pracy. Skorzysta też biznes. Przedsiębiorstwa produkcyjne w UE wydają średnio 40 proc. swoich środków na materiały i surowce, więc obieg zamknięty może zwiększyć ich rentowność i uchronić je przed wahaniami cen. Efektywne wdrożenie GOZ będzie wymagać jednak kilku elementów. – Musimy mieć dobrą legislację, która będzie działała długofalowo, musimy mieć współpracę w ramach całego łańcucha wartości i musimy mieć konsumenta, który będzie świadomy i zdecydowany na to, żeby zmienić swój model konsumpcji – podkreśla Anna Kozera-Szałkowska, dyrektor zarządzająca Plastics Europe Polska, podczas Polish Circular Forum.
Współpraca

Obsługa konferencji prasowych
Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.