Mengembangkan rectenna 2D yang unik dengan dioda Schottky dari MoS 2 dengan ketebalan hanya tiga atom
Para insinyur telah lama belajar cara mengekstrak energi dari sinyal radio. Untuk ini,
rektena (antena penyearah) digunakan yang mengubah energi medan gelombang elektromagnetik menjadi energi arus searah. Opsi paling sederhana bisa berupa vibrator setengah gelombang, di antara pundak di mana dioda dipasang.
Insinyur di Massachusetts Institute of Technology telah mengusulkan
desain rectena MoS 2 baru yang menawarkan beberapa keunggulan. Pertama, itu adalah struktur datar dengan ketebalan hanya tiga atom, fleksibel, tidak seperti rectifier pada silikon dan gallium arsenide. Kedua, molibdenum sulfida jauh lebih murah. Dan yang paling penting, sebuah rectenna fleksibel ditenagai oleh radiasi elektromagnetik dengan frekuensi hingga 10 GHz dan
berfungsi dengan baik dalam rentang Wi-Fi , yaitu dari 2,4 hingga 5,9 GHz. Ini memberikan sekitar 40 microwatts. Tidak banyak, tetapi cukup untuk LED atau chip sederhana.
Transmisi energi gelombang mikro dalam jarak jauh adalah teknologi yang sangat diperlukan di beberapa daerah. Sebagai contoh, para ilmuwan berbicara tentang menggunakannya untuk
mempercepat lift ruang angkasa dan untuk
mentransfer ke bawah energi yang dikumpulkan oleh panel surya di orbit . Tetapi ada juga aplikasi dangkal. Sebagai contoh, sensor mini dan perangkat lain dari Internet dapat bekerja selama bertahun-tahun tanpa baterai bawaan atau sumber daya fisik lainnya, cukup menerima energi dari sinyal radio.
Perangkat IoT dapat mengekstrak arus dari gelombang radio di sekitarnya pada frekuensi acak, termasuk WiFi, Bluetooth, LTE, dan banyak lainnya. Silikon dan gallium rectene dan rectifier dengan efisiensi hingga 50-60% telah dikembangkan. Dalam rectenna MoS
2 yang baru, efisiensi biasanya tidak melebihi 30%, tetapi teknologinya masih cukup menarik.
Seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di bawah ini, perangkat menggunakan
dioda Schottky . Ini meniru sifat-sifat transisi logam-semikonduktor, yang telah digunakan dalam rectenes sampai sekarang. Karena ini,
kapasitansi parasit diminimalkan dan konversi dipercepat oleh urutan besarnya, yaitu, penyearah dapat memproses gelombang pada frekuensi yang jauh lebih tinggi: hingga 10 dan bahkan 12 GHz. Sebelumnya, ini tidak mungkin dengan penyearah fleksibel.
Elektronik 2D
Elektronik fleksibel
dapat digunakan di area yang benar-benar baru : pada kenyataannya, ini adalah film yang tidak terlihat yang menjadi tujuan gadget apa pun. Saat penulis penemuan menulis, benda sehari-hari biasa "berubah menjadi jaringan sensor terdistribusi pintar". Film elektronik semacam itu dapat menutupi dinding kamar (seperti wallpaper), bangunan, jembatan, jalan, apa pun,
kata insinyur Thomas Palacios dari Pusat Instrumen Graphene dan Sistem 2D di Laboratorium Teknologi Microsystems MIT.
Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah komponen penting dari jaringan semacam itu telah dikembangkan, termasuk
transistor, sensor, perangkat memori . Yang diperlukan hanyalah sumber daya dua dimensi yang efektif. Sekarang dia. Seperti yang telah disebutkan, rectenna ini bekerja dengan urutan besarnya lebih cepat dari
rectifier datar yang ada , jadi untuk pertama kalinya dimungkinkan untuk mengekstraksi energi dari sinyal Wi-Fi. Menurut para ilmuwan, catu daya universal semacam itu sangat cocok untuk integrasi dengan berbagai sistem elektronik.
Perangkat dengan energi nirkabel lebih cocok untuk implan medis, serta
sensor tertelan yang bekerja di dalam tubuh manusia: "Idealnya, Anda tidak ingin memasang baterai dalam sistem seperti itu, karena jika lithium bocor, pasien mungkin mati,"
kata insinyur Yesus Grahal dari Technical University of Madrid, salah satu pengembang rectenna baru. "Jauh lebih baik untuk mengumpulkan energi dari lingkungan untuk memberi daya laboratorium kecil ini di dalam tubuh dan mentransfer data ke komputer eksternal."
Tim saat ini sedang bekerja untuk menciptakan sistem yang lebih besar dan meningkatkan keefektifan dubur. Artikel ilmiah ini
diterbitkan pada 28 Januari 2019 di jurnal
Nature .
Bergabunglah dengan banyak pengembang dan inovator IoT hari ini! Kelola berbagai
perangkat IoT berbasis PKI dengan solusi GlobalSign .
Perlu informasi lebih lanjut? Kami selalu dengan senang hati menyarankan Anda melalui telepon +7 499-678-2210.