Torri i ffwrdd yn Sero Net
31 Gorffennaf 2023
Mae Canolfan Ymchwil Drosi (TRH) Prifysgol Caerdydd yn gweithio gyda byd diwydiant i ddatblygu atebion i heriau mawr y gymdeithas. Yn y digwyddiad diweddar a lansiodd y Ganolfan, esboniodd yr Athro Peter Smowton, Rheolwr Gyfarwyddwr y Sefydliad Lled-ddargludyddion Cyfansawdd, rôl y sglodion electronig bach iawn sy’n rhan o ddyfodol mawr Sero Net.
“Pan fydd pobl yn sôn am led-ddargludyddion, rwy’n meddwl eu bod o’r farn fod y term yn gyfystyr bron iawn â sglodion silicon, ac wrth gwrs mae hynny’n gwneud llawer o synnwyr gan i lawer o ddatblygiadau’r 20fed ganrif ddefnyddio silicon, yn enwedig felly dechnoleg gyfrifiadurol.
Bellach, mae gan silicon nifer o gyfyngiadau go sylfaenol o ran perfformiad. Eisoes, dim ond oherwydd lled-ddargludyddion cyfansawdd y mae llawer o’r pethau rydyn ni’n dibynnu arnyn nhw yn ein bywyd beunyddiol yn bosibl: pethau megis y rhyngrwyd, eich ffôn clyfar, GPS, goleuadau sy’n effeithlon o ran ynni.
Diolch byth, i mi, ac i bob un ohonon ni sy’n gweithio ym maes lled-ddargludyddion cyfansawdd, mae’r rhan fwyaf o’r technolegau a ragwelir wrth symud ymlaen hefyd yn dibynnu ar y dechnoleg alluogi hollbwysig hon.
Pethau megis cyfathrebu diwifr 6G, ffibr optig tra chyflym, LIDAR at ddibenion cerbydau ymreolaethol a roboteg, newid pŵer uchel a foltedd uchel at ddibenion cerbydau trydan a thyrbinau gwynt, Rhyngrwyd y Pethau, storio data dwysedd uchel: mae pob un yn dod â chyfleoedd gwych i faes Sero Net yn ogystal ag effeithlonrwydd ynni.
Mewn gwirionedd, goleuadau sy’n effeithlon o ran ynni yw un o’r pethau mwyaf y mae lled-ddargludyddion cyfansawdd wedi’u cyflawni: mae’r newid o’r bwlb ffilament sy’n un y cant yn effeithlon i gyfeiriad y goleuadau LED lled-ddargludyddion cyfansawdd sydd – yn ôl yr ymchwil o leiaf – yn agos at fod rhwng 90 a 95 y cant yn effeithlon, sef rhywbeth anhygoel.
Felly, beth yw’r Sefydliad Lled-ddargludyddion Cyfansawdd? Yn y bôn, mae’r sefydliad yn amlygu dwy agwedd wahanol yn yr adeilad hwn. Yr un gyntaf yw cyfleuster yr ystafell lân sy’n gyfleuster ffabrigo mynediad agored y byddwch yn talu ar ei chyfer er mwyn ei defnyddio. Byddwch yn adeiladu lled-ddargludyddion cyfansawdd fesul atom a’r canlyniad yw’r wafferi dau ddimensiwn hyn, a’r hyn y mae’r cyfleuster ffabrigo yn ei wneud yw strwythuro’r wafferi hynny ar sail 3D drwy weithgynhyrchu tynnol ac ychwanegol sydd, yn y bôn, yn creu’r gallu sydd yn ei dro’n cefnogi’r cymwysiadau rwy wedi’u disgrifio.
Gall unrhyw un yn y DU ddod i’w ddefnyddio: academyddion, pobl byd diwydiant – gall pwy bynnag sydd eisiau talu i ddefnyddio’r cyfleuster hwnnw wneud hynny: gallant dalu ein peirianwyr a’n staff technegol hynod fedrus i wneud y ffabrigo hwnnw ar eu rhan, neu gallant dalu am ddod i ddefnyddio’r offer yn yr ystafell lân. Ac mae hynny’n bwysig iawn o ran y weledigaeth, sef bod y bobl hynny ym myd diwydiant a’r academyddion hynny yn dod at ei gilydd yn y cyd-destun hwnnw.
Beth am weledigaeth y Sefydliad? Rwy’n mynd yn ôl i tua 2013 pan oedden ni’n poeni bryd hynny am broblem a amlygwyd mewn ffordd benodol: yr hyn a elwir yn ‘Glyn Angau’ rhwng ymchwil sylfaenol a gweithgynhyrchu: gwneud arian yn sgil yr ymchwil sylfaenol, sydd yn ei dro’n talu’r trethi sy’n mynd yn ôl i mewn i’r gwaith o fuddsoddi mewn ymchwil, gan greu felly gylch rhinweddol.
A minnau’n ymchwilydd, fel arfer bydd yn cymryd pum mlynedd efallai imi ddod o hyd i ateb gwych. Ac yna byddwn i’n mynd at fy mhartner ym myd diwydiant gan ddweud wrtho: “Dyna chi. Rwy wedi gwneud yr holl waith caled. Bellach cewch weithgynhyrchu hynny, gwnewch lawer o arian a gadewch inni gwblhau’r cylch rhinweddol hwn.
Yr hyn y bydden nhw’n ei ddweud wrtho i yw, “’Rarglwydd, mae hynny’n beth mor bwrpasol, mae hynny mor anodd i’w weithgynhyrchu na fyddwn ni byth yn gallu gwneud hynny mewn gwirionedd neu bydd yn cymryd llawer o amser ac arian i wneud yr holl beirianneg gynhyrchu sydd ei hangen er mwyn i hynny weithio.”
Felly, mae’r Ganolfan yn ein helpu i gau’r ‘Glyn Angau’, sef caniatáu i academyddion feddwl sut y bydd yr ateb hwnnw’n cael ei weithgynhyrchu o’r cychwyn cyntaf. Mae’n golygu bod academyddion yn gweithio mewn cyfleuster ffabrigo lle, ar y cyd â’r offer ymchwil y maen nhw’n eu defnyddio, mae ganddyn nhw’r offer cynhyrchu y mae’r diwydiant yn eu defnyddio i wneud gweithgynhyrchu ar raddfa fach. Mae’n golygu bod academyddion yn yr un lle â phobl byd diwydiant yn gwneud gweithgynhyrchu ar raddfa fach fel eu bod yn croesffrwythloni syniadau ei gilydd ac yn croesffrwythloni ffyrdd o feddwl ei gilydd. Ac mae’n golygu caniatáu i academyddion brofi damcaniaeth i weld a fydd yn gweithio. Mae ymchwilwyr yn elwa o gael cyfleuster o safon byd diwydiant lle mae ymchwil yn atgynhyrchadwy ac yn gweithio bob tro.
Felly, mae’r Canolfan Ymchwil Drosi’n peri i bopeth weithio’n well. Yma yn y cyd-destun gwych hwn, rydyn ni wedi dod â pheirianwyr, ffisegwyr, biowyddonwyr a’n cydweithwyr ynghyd yn Sefydliad Catalysis Caerdydd sydd â diddordeb go iawn ym maes gwyddor wynebau sydd hefyd o bwys mawr ym myd lled-ddargludyddion cyfansawdd.
