长期数据存储;聚合物超级电容器;零场转换。
长期存在的数据存储
科学家从皇家墨尔本理工大学和武汉理工学院展示了下一代光盘高达10 tb容量和寿命six-century使用金纳米粒子。
这项技术可以从根本上改善数据中心能源效率的研究人员称,使用少1000倍比硬盘中心要求冷却和废除少得多的能源密集型任务每两年数据迁移。
光盘使用小说nanoplasmonic玻璃混合矩阵。玻璃是一个高度耐用材料,可以持续到1000年,可以用来保存数据,但存储容量有限,因为它不够灵活。团队结合玻璃和有机材料,其寿命减半,但从根本上增加容量。
创建nanoplasmonic玻璃混合矩阵,金纳米棒被纳入一个混合玻璃组合,称为有机改性陶瓷。研究人员选择了黄金,因为像玻璃,它是稳固的,非常耐用。金纳米粒子允许信息被记录在五个维度的三维空间加上颜色和极化。
技术依赖于溶胶-凝胶过程,它使用化学前体生产陶瓷和眼镜更好的纯度和均匀性比传统的过程。
“虽然光学技术可以扩大产能,开发最先进的光盘到目前为止只有50年的寿命,“敏Gu说RMIT教授。“我们的技术可以创建一个光盘容量最大的光学技术开发日期和我们的测试表明,它将持续半个世纪。”
研究人员认为新光盘将主要用于“长数据”——矿业的大规模数据集收集了几十年,几百年。而团队说,进一步的工作是需要优化技术,他们说这项技术适用于大规模生产。
聚合物超级电容器
剑桥大学的研究人员开发了一个新的超级电容器材料通过把两个聚合物编织在一起的方式大大增加存储容量。
导电聚合物,如聚材料间是的运动(PEDOT),候选人超级电容器,优于传统碳基超级电容器作为电荷存储材料。pseudocapacitive者,这意味着他们允许可逆的电化学反应,他们也是化学稳定和廉价的。然而,离子只能穿透聚合物纳米深,留下多的材料的重量。
科学家致力于改善离子迁移之前开发出纳米结构,沉积薄层的导电聚合物的支持材料,这提高了超级电容器的性能,使更多的离子聚合物可访问。可以脆弱,这些纳米结构的缺点是很难地扩大和电化学稳定性差,限制了其适用性。
超级电容器编织的红色和白色拐杖糖可以增加存储容量比现有技术。(来源:王Tiesheng / ACS)
团队创建了一个更健壮的材料编织在一起贮存聚合物导电聚合物。两聚合物缝合在一起形成一个糖果藤几何,一个聚合物扮演的白色内缟,另,红色。虽然PEDOT导电,但其他聚合物,聚(环氧乙烷)(PEO),可以储存离子。交织几何是工具性的能量储存的好处,根据Tiesheng王,剑桥大学一名研究生,因为它允许离子整体获得更多的材料,接近理论极限。
测试时,拐杖糖对PEDOT的超级电容器证明改进仅对灵活性和循环稳定性。它也有近两倍的比电容比传统PEDOT-based超级电容器。
还有改进的余地,斯托亚Smoukov说,剑桥大学研究员。“在未来的实验中,我们将用聚苯胺代替PEDOT增加电容。聚苯胺,因为它可以存储更多的电荷的单位质量,可能会存储三倍的电量PEDOT对于一个给定的重量。“这意味着更轻的电池相同的能量储存可以更快。
零场切换
NIST和约翰霍普金斯大学的研究人员发现了一个意想不到的现象零场切换(ZFS),他们说可能导致更小、功耗更低内存和计算设备。
团队分层铂(Pt)、钨(W),和一个cobalt-iron-boron磁铁(CoFeB)夹在结束黄金(Au)电极在硅(Si)的表面上。
CoFeB层是一个纳米厚的磁铁,它存储的数据。一个“1”对应于CoFeB磁化指向上,和一个“0”代表了磁化向下。“0”或“1”可以电和光学读取,随着磁化强度的变化光线照在材料的反射率通过另一个现象称为磁光克尔效应(驴)。
研究团队发现他们可以翻转CoFeB磁化在0和1之间的稳定的时尚州只通过发送电流通过Pt和W金属层毗邻CoFeB nanomagnet。他们不需要一个磁场,先前的这种类型的设备要求。
(来源:Gopman / NIST)
研究人员制造了“自旋”电流、电流的自旋电子指向同一个方向。随着电子材料,其旋转和运动之间的相互作用(称为旋轨道转矩,说)创建了一个自旋电流,电子与一个自旋状态移动垂直于电流在一个方向和电子自旋相反状态相反的方向移动。
由此产生的旋转,移动相邻CoFeB磁层施加一个力,在这一层,导致其磁化翻转。没有自旋电流CoFeB磁化稳定电流和温度对任何波动。这意想不到的ZFS效果提出了新的问题理论家的底层机制观察SOT-induced转换现象。
在手性力矩的细节上面的图中所示。紫色箭头显示在每一层电子的自旋。蓝色曲线箭头显示该类型的旋转的方向转移。(例如,在W层,电子与向左自旋在x - y平面转向移动向上CoFeB和右边的电子自旋转移到移动的Pt)。注意电子自旋在Pt与向右旋转(在x - y平面),然而,转向移动向上W和向左自旋的电子自旋转移向Si向下移动。这是电子自旋方向相反的W的移动,这是由于不同的经历说电子移动通过Pt和移动W .事实上,正是这种不同的方式电子穿过每一个两个导体,使不寻常的ZFS的效果可能是重要的。
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