Zamonaviy energetikada nanotexnologiyalarning istiqbollari g. Abduraxmanov, A. T. Dexqonov, M. E. Tursunov, S. A. Mamatqulova

Download 420.2 Kb.
bet	1/2
Sana	23.04.2022
Hajmi	420.2 Kb.
	#20194

1 2

Bog'liq
Toza qayta tiklanadigan energiyaga global talabning tobora ortib borayotgani bizning sayyoramizdagi kelajagimiz uchun katta iqtisodiy va ijtimoiy ta
1. Работа с современными учебными техническими средствами по информационным технологиям1, Quchqorov Bahromning F.O`.M fanidan Slayd, 65dfb5a88b75b5da48b5a403fa4d41c2, CqAmAyPw4fTCALP4WYshpYdZitzfIdVeTpeXQRhQ, 1, 1, 853777, O.S.Axmedov Python dasturlash tili fanidan yakuniy nazorat 30ta bilet [3 0], Fortuna akumliyatori, Презентация2, 1. Gravirazvedka — lotin, DMM6500-FRP-v1 7 12 Apr 2022 RNs DMM6500-FRP-V1.7.12, Microsoft Word Document, 1- 2Электромагнит нурланишларнинг муҳитлар билан таъсирлашуви фанининг предмети

ZAMONAVIY ENERGETIKADA NANOTEXNOLOGIYALARNING ISTIQBOLLARI
G. Abduraxmanov, A.T. Dexqonov, M.E. Tursunov, S.A.Mamatqulova
Mirzo Ulug`bek nomidagi O‘zMU fizika fakulteti, gulmirzo@mail.ru

Kalit so`zlar:Raktennalar, kalloid litografiya, optomexanik nanoantenna,MIM diyodi, mikroto`lqinli raktenna.
Toza qayta tiklanadigan energiyaga global talabning tobora ortib borayotgani bizning sayyoramiz kelajagi uchun katta iqtisodiy va ijtimoiy ta'sir ko'rsatadigan muhim mavzudir. Quyosh doimiy energiya manbai, shuning uchun uning radiatsiyasini yaxshiroq yig'ish energiya muammosini hal qiladi va atrof-muhitni muhofaza qilishga yordam beradi. Ta’biiy energiya resurslari cheklanganligi bois, biz zamonaviy energetika, kelajak energetika va istiqbolli energetika haqida izlanishlar olib borishimiz maqsadga muvofiq hisoblanadi. Biz ushbu maqolada an’anaviy energiya manbalarini o’rnini egallovchi yangi zamonaviy ba’zi energiya hosil qiluvchi texnologiyalarining istiqbollari haqida to’xtalamiz. Shuningdek, rektennalar kelajak energiya manbalarining istiqbolidir. Rektenna va quyosh elementi o'xshashdir, chunki to'g'ridan-to'g'ri oqim hosil qilish uchun ikkala holatda ham fotonlarning yutilishi mavjud. Biroq, ularning ishlash prinsiplarida sezilarli farq mavjud. Rektenna qurilmasining komponentlari 1-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu komponentlar odatda mikroto'lqinli chastotalarda ishlaydigan rektenna bilan bog'liq. Antenna kiruvchi mikroto'lqinli nurdan energiyani olish va aylantirish uchun ishlatiladi.
1-rasm. Mikroto'lqin rektennasi va yuklanmaning blok sxemasi
Elektromagnit to'lqinining elektr maydoni o'tkazuvchi antennada o'zgaruvchan tokni keltirib chiqaradi. Antenna va rektifikator o'rtasida impedans mosligini hosil qilish uchun past o'tkazuvchan filtr ishlatiladi va signalni sozlangan ish chastotasida uzatadi va to'g'rilagich tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori tartibli garmonik energiyaning qayta nurlanishini taqiqlaydi.

2-rasm. 500 nm polistirolli sharlar bilan kolloid litografiya natijasida hosil bo'lgan balandligi 100 nm bo'lgan nanozarrachalar kabi uchburchaklar atrofida konsentrlangan elektr maydon ko`rinishlari.

Optik rektenna uchun tashqi elektron elementlarga ulanishni ta'minlash uchun tarqaladigan maydonlarni kuchaytirish va mahalliylashtirish (ya'ni, konsentratsiyalash) maqsadga muvofiqdir. Konsentrlangan maydonlar tarqalish samaradorligi yuqori bo'lgan zarralar uchun va ulangan nanozarrachalarning kichik bo'shliqlari orasida yuqoriroq bo'ladi. Bu nanozarrachadagi fotonlarning yutilishini maksimal darajada oshirishga intiladigan issiq elektron qurilmalarga qarama-qarshidir. 2-rasmda shisha taglikda shablon sifatida 500 nm polistirol sferalardan foydalangan holda kolloid litografiya yordamida hosil bo'lgan Ag nanozarralar atrofidagi hodisa maydoniga normallashtirilgan elektr maydonining qiymatlari ko'rsatilgan[1]. Masshtab logarifmik bo'lib, zarrachalar orasidagi bo'shliqlarda elektr maydon kuchayishining ikki tartibigacha borligini ko'rish mumkin.
Energiyani yanada samarali yig'ish texnologiyasiga qarab, ba'zi yangi dizaynlar o'rganildi. Shuningdek, optomexanik nanoantenna g'oyasi ham o'rganildi. Ushbu konstruktsiyada plazmonik yoy antennasi tushayotgan nurlanish bilan birlashganda, antenna uchlari oralig`ida kuchli elektr maydoni hosil qiladi va uchlarini bir-biriga bukadi[2]. Uchlari bir-biriga egilganida, uzatish va aks ettirish kuchida qizil siljish sodir bo'ladi, bu esa qurilmaning kengroq ishlash o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lishiga imkon beradi. Yuzaki plazmon polariton xususiyatini o'z ichiga olgan holda, 4,4 GHzli mexanik tarmoqli kengligini ta'minlagan holda antenna uzunligini sezilarli darajada qisqartirish mumkinligi hisoblab chiqilgan. Materialdagi to'lqin o'tkazgichning tarqalish to'lqin uzunligi juda kichik. Bu shuni ko'rsatadiki, agar antenna diodga juda yaqin bo'lsa, u yo'qotishlarni kamaytirishi mumkin[3]. Harakatlanuvchi to'lqin MIM rektenna dizaynida yuqori va pastki yoyli antennalar o'rtasida MIM ulanishi yaratiladi[4],[5] 3-rasm.(a).

3-rasm. (a) Antennaga ulangan TW qurilmasining izometrik ko'rinishi. 1-rasmdagi odatiy kamonli antennada bo'lgani kabi kesishish o'rniga, antenna qo'llari metall M1 va M2 o'rtasida 2 nm yupqa izolyatorga ega parallel plastinka to'lqin o'tkazgichga birlashadi. (b) TW MIM qurilmasini ifodalovchi sxema. (c) TW MIM diyotining 3D ko'rinishi.

Bu diodga ushbu MIM birikmasida yutilgan nurlanishni to`g`irlashga imkon beradi. Ushbu dizayn yoyli antennaga o'xshaydi, faqat chap yoy va o'ng yoy juda nozik bir izolyator qatlami bilan ajralib, kengaytirilgan MIM tunnel diodini hosil qiladi. Yutilgan nurlanish sirt plazmonini qo'zg'atadi va shu o'q bo'ylab tarqaladi 3-rasm(c). Yuqori metall va pastki metall o'rtasida induktsiyalangan oqim elektronlarning tunnellanishiga olib keladi.

Integratsiyalashgan rektenna dizaynining yana bir misoli integratsiyalashgan metall-oksid-metall (MOM) diodli selektiv sirtdir. Raqamli simulyatsiyalar shuni ko'rsatdiki, kiruvchi nurlanish, diodli birikmaga parallel bo'lganda, elektr maydoni diod bo'ylab 2000 marta to'planib, kerakli to'lqin uzunligi atrofida aks ettirishning pasayganda yutilish belgisi sifatida ishlatilishi mumkin. 4-rasmda elektron nurli litografiya bilan ishlaydigan qurilma yordamida optik natijalar o'lchangan.

4-rasm. Tayyorlangan MOM diod ulangan chastotali selektiv sirt qurilmasining SEM tasvirlari. (a) 16 800 ta diod bilan bog'langan elementdan iborat butun massivning tasviri 0,325 mm² dan kam, (b) ko'tarilganidan keyin namunaga biriktirilgan metall qoplangan fotorezistning bir nechta bo'laklarini ko'rsatadigan massivning yaqinroq tasviri va (c) ishlaydigan qurilmaning diodi

Grafen texnologiyasining so'nggi rivojlanishi grafenni nanoantenna dizayni sifatida foydalanish imkoniyatini yaratdi. Ma'lumki, Ag atrof-muhit sharoitida sulfidlanishi qiyin, bu esa plazmonik xususiyatning buzilishiga olib keladi[6]. Grafen Ag nanoantennasining plazmonik xususiyatiga ta'sir qilmasdan Ag ni passivlashtirish va sulfidlanishni oldini olish qobiliyatiga ega. Plazmon energiyasi va kuchi, shuningdek, kirish kuchlanishiga ega bo'lgan grafen massivlarini elektr bilan qo`zg`atish orqali ham kuzatilgan[7]. Grafen kabi yangi materiallarning rivojlanishi yaxshiroq optik antennani loyihalash uchun yangi imkoniyatlar ochadi.

Ushbu maqolada rektennalar texnogen mikroto'lqinli energiyadan foydalangan holda simsiz energiya uzatishda qo'llash uchun 92% gacha konversiya samaradorligi bilan keng qamrovli o'rganilgan, bu esa quyosh rektenasining yuqori samarali energiya konvertorlariga erishish orqali Shockley-Queisser chegarasini engish maqsadiga optimizm keltiradi. Rektennaning ishlashini tavsiflash uchun optimallashtirilgan model bo'yicha kelishuv mavjud bo'lmasada, barcha nazariy ishlar samaradorlikni oshirish uchun uchta mezonga rioya qilish kerakligini ko'rsatadi - (1) antennaning kerakli chastotada samarali singishi, (2) kiruvchi signalni samarali to'g'rilash uchun yuqori o'chirish chastotasi diyoti va (3) signal uzatish yo'qotishlarini oldini olish uchun antenna va rektifikator o'rtasidagi impedans moslashuvi. Ushbu uchta muammoni hal qilish qurilmaning samarali ishlashiga olib keladi, bu joriy quyosh elementlariga qaraganda yuqori termodinamik samaradorlik bilan ishlash potentsialiga ega. Antenna va rektifikatorning ishlashini yaxshilash bo'yicha ishlar ko'rib chiqildi, bu jiddiy texnologik taraqqiyotni va ushbu ikkita qurilma komponentining nazariy tushunchasini yaxshilashni ko'rsatadi. Nihoyat, kelgusida talab qilinadigan eng muhim ish optimallashtirilgan texnologiya va dizaynga asoslangan rektenna qurilmalarini qurish ekanligi ta'kidlandi. Rektenna prototiplarini ishlab chiqarish olimlarga ularning ishlashini tavsiflash va baholash imkonini beradi, bu ularga zarur optimallashtirish uchun yangi sohalarni aniqlash imkoniyatini beradi.

Download 420.2 Kb.

1 2

Download 420.2 Kb.