나노이온학

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나노이온학은[1] 전고체 나노스케일 시스템에서 고속이온수송(FIT)과 관련된 프로세스의 현상, 특성, 효과, 방법 및 메커니즘을 연구하고 응용하는 것이다.관심 주제는 나노미터 길이 척도에서 산화물 세라믹의 기본 특성 및 고속 이온 전도체(고급 초이온 전도체)/전자 전도체 헤테로 [2]구조입니다.에너지, 전하 및 정보의 변환 및 저장을 위한 전기화학 장치(전기 이중층 장치)에 응용할 수 있습니다.(과학의 새로운 분야로서) 나노이온학의 용어와 개념은 A.L.에 의해 처음 소개되었다.데스포툴리와 V.I.1992년 [1]1월 니콜라이치크(러시아 과학 아카데미, 체르노골로프카)

고체의 이온 수송 현상을 다루는 다원적 과학 및 산업 분야에서는 나노이온학을 새로운 부문으로 간주합니다.[3] 예를 들어, 나노이온학은 확산과 반응을 나노스케일에서만 설명하려고 한다. 예를 들어, (나노스케일로) 불균일한 전위적 풍경에서 말이 된다.

고체 이온 나노 시스템에는 (I) 낮은 이온 전도도를 가진 고체를 기반으로 하는 나노 시스템과 (II) 진보된 슈퍼 이온 전도체를 기반으로 하는 나노 시스템(예: 알파-AgI, 요오드화 루비듐 은-패밀리)[4]의 두 가지 클래스가 있습니다.nanoionics-I와 nanoionics-II는 인터페이스 설계에서 서로 다릅니다.나노이온학에서 경계의 역할은 무질서한 공간 전하층에서 고농도의 하전 결함(공기 및 인터스티셜)을 위한 조건을 만드는 것입니다.그러나 나노오닉스 II에서는 순서가 매칭된(라티스 매칭된) 헤테로바운더리에서 첨단 슈퍼이온 전도체의 원래 고이온 전도성 결정 구조를 보존할 필요가 있습니다.나노이온-나노구조 재료의 2D급 이온전도율을 구조적 [5]일관성으로 대폭 향상(최대8 10배)할 수 있지만, 첨단 슈퍼이온 전도체의 3D 이온전도율에 비해 10배3 이상 작게 유지되고 있습니다.

고체에서의 확산과 이동의 고전적인 이론은 확산 계수, 활성화 에너지 및 전기화학적 전위의 개념에 기초한다.[7] 즉, 모든 장벽이 동일한 높이(균일한 잠재적 완화)인 잠재적 경관에서의 호핑 이온 수송의 그림이다.고체 ionics과 nanoionics-I, -II의 개체의 명백한 차이점에도 불구하고, 빠른 이온 운반과charge/energy 저장(또는 변환)의 이러한 개체에 대한 진정한 새로운 문제가 있는 특별한 일반적인 기준:나노 크기의(예[8]에)에 m의성을 결정하였으되 불균등 잠재적인 풍경( 빠른 이온 전도체)ob예를 들어 유전체 분광학(임피던스 분광학)[9]의 약한 영향과 같은 임펄스 또는 조화 외부 영향에 대한 ile 이온 서브시스템 응답.

특성.

나노과학 및 나노기술의 한 분야로서 나노이온학은 그 자체의 물체(FIT에 의한 나노구조), 주관물질(나노스케일로 FIT와 관련된 특성, 현상, 효과, 프로세스 메커니즘, 응용분야), 방법(초전자전도체의 나노시스템에서의 인터페이스 설계), 기준(R/L~1, 유)에 의해 명확하게 정의된다.re R은 디바이스 구조의 길이 척도이며, L은 FIT와 관련된 특성, 특성 및 기타 파라미터가 크게 변화하는 특성 길이입니다).

국제반도체기술로드맵(ITRS)은 나노오닉스 기반의 저항성 스위칭 메모리를 "이머징 리서치 디바이스"("이온 메모리") 카테고리에 관련짓습니다.나노일렉트로닉스와 나노이온이 밀접하게 교차하는 분야를 나노엘리온스(1996년)라고 불렀다.이제, 근본적인 궁극적 한계에만 구속된 미래 나노 전자 공학에 대한 비전이 첨단 [10][11][12][13]연구에서 형성되고 있다.계산에[14] 대한 궁극적인 물리적 한계는 현재 달성된(10cm10−2, 10Hz10) 영역을 훨씬 초과한다.nm 및 sub-nm peta-scale 통합에서는 어떤 종류의 로직스위치를 사용할 수 있습니까?문제는 '나노일렉트로닉스'라는 용어가 아직 쓰이지 않은 [15]주제였다.양자역학은 테라 스케일의 터널링 효과에 의해 전자적으로 구별 가능한 구성을 구속한다.L의 독특한 치수;2nm는 정보 도메인과 교재에 정보 통신사의 유효 질량 m*보다 상당히 전자 상거래를 필요하다 더 크고 사용될 것과 1012년cm−2 비트 밀도 제한, 원자, 이온 구성을 극복하기 위해:m* L=1 nm에서 =13 =336 나(L=0,2 nm), m* 나(L=0,5 nm)과 m* =53.[13]미래의 짧은 크기의 소자는 나노이온일 수 있습니다. 즉,[1] 처음 설명한 바와 같이 나노스케일의 빠른 이온 전송에 기초합니다.

예

빠른 이온 운반과 기능적인 heterojunctions에nanoionic 장치의 그 예들은all-solid-state supercapacitors(nanoionic supercapacitors)[4][17]quantized 전도율이 빠른 이온 conductors[19][20]을 기초로 구조 electrodes,[18]nano-switches과 리튬 배터리와 연료 전지(또한 memristors과 progra를 참조하십시오.mmable metallization셀).이들은 서브전압 및 딥 서브전압 나노일렉트로닉스와[21] 잘 호환되며, 예를 들어 자율 마이크로 전원, RFID, MEMS, 스마트 더스트, 나노모형 셀, 기타 마이크로 및 나노 시스템 또는 재구성 가능한 메모리 셀 어레이에서 광범위한 응용 분야를 찾을 수 있습니다.

고체 상태에서 빠른 이온 전도의 중요한 예는 표면 공간 전하층 이온 결정입니다.그러한 전도는 Kurt Lehovec에 [22]의해 처음 예측되었다.이온 전도도에 관한 경계 조건의 중요한 역할은 C.C.에 의해 최초로 실험적으로 발견되었다.LiI-AlO[23]23 2상계에서 비정상적으로 높은 전도를 발견한 Liang.특정 성질을 가진 공간 전하층이 나노미터 두께를 가지기 때문에 나노전자(나노전자-I)와 직결된다.Lehovec 효과는 현대의 휴대용 리튬 배터리와 연료 전지에 사용되는 다수의 나노 구조화된 고속 이온 전도체를 만드는 기초가 되었습니다.2012년에,1Dstructure-dynamic 접근 nanoionics[24][25][26]의 공간 전하 형성의 불규칙한 잠재적인 구호(직접적인 문제)과 나노 체계의 빠른 이온 운반(역문제)과 특성의 해석에 예로 collectiv의 설명에 대해 상세한 설명과 휴식 과정을 위해 개발되었다.ephenomenon: 결합 이온 전달 및 유전 분극 프로세스를 통해 A. K. Jonscher의 "범용" 동적 응답을 유도합니다.

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레퍼런스

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