电力/性能:3月17日

MRAM速度
苏黎世联邦理工学院的研究人员和Imec调查如何快速磁阻的RAM (MRAM)存储数据。

在团队的MRAM,电子自旋相反的方向是在空间上分开的自旋轨道相互作用,创建一个有效的磁场,可用于反磁化方向的一个微小的金属点。

“我们知道从早些时候的实验中,我们stroboscopically扫描一个磁性金属点x射线,磁化反转的发生是非常快,在大约一纳秒,”伊娃Grimaldi说,瑞士苏黎世联邦理工学院的博士后。“然而,这是平均值平均在许多逆转事件。现在我们想知道如何一个这样的事件发生,表明它可以工作在一个industry-compatible磁存储设备。”

的测试中,研究人员取代了金属点磁隧道结,它包含两个磁性层隔开1纳米隔热层。电子可以通过绝缘层隧道根据自旋方向更容易或更少。这导致一个电阻,取决于对齐一层对磁化的,代表“0”和“1”。时间依赖性的耐药性逆转比赛期间,研究人员可以重建的动力学过程。特别是,他们发现磁化反转发生在两个阶段:一个孵化阶段,在此期间,磁化强度保持不变,和实际逆转阶段,持续不到一纳秒。

电子显微镜图像的磁隧道结(MTJ中心)和控制和测量电极的逆转过程。(图片:p . Gambardella /苏黎世ETH / Imec)

“快速和可靠的记忆装置至关重要的是,个别逆转事件之间的时间波动最小化,“中提琴Krizakova说,瑞士苏黎世联邦理工学院的博士生。

为了使这些波动尽可能小,研究人员改变了当前用于控制脉冲磁化反转等方式介绍自旋转矩以及一个简短的电压脉冲逆转阶段导致减少的总时间逆转事件少于0.3纳秒,小于0.2纳秒的时间波动。

“把所有这一切放在一起,我们已经找到了一种方法,数据可以存储在磁隧道结几乎没有任何错误和在不到一纳秒,”皮特说Gambardella,苏黎世联邦理工学院的教授。

技术测试industry-compatible晶片,使其在新一代的MRAM可供使用。Gambardella指出,然而,市场MRAM记忆以来目前不需求如此高的写作速度等技术瓶颈引起的功率损耗大的开关电流限制访问时间。在未来的工作中,团队计划缩减隧道连接,并使用不同的材料,使用当前更有效率。

湿度发电
麻省阿默斯特大学的科学家建立了一个装置,利用蛋白质发电从空气中水分。

“Air-gen”的团队,它使用电极与导电连接蛋白质纳米线由微生物产生核废料旁边。不局限于周围的水分含量高的地区:研究人员说它可以发电即使在湿度极低的地区,如撒哈拉沙漠无污染,可再生,低成本。

Air-gen设备使用的蛋白质纳米线薄膜厚度小于10微米。底部的电影是基于一个电极,而较小的电极覆盖的纳米线薄膜坐在上面。这部电影吸附大气中的水蒸气。的电导率和表面化学的结合的蛋白质纳米线,再加上电影内的纳米线之间的细孔,建立的条件产生电流在两个电极之间。

研究人员说,这一代的Air-gen设备能够小型电子产品,他们希望把发明很快商业规模。下一步他们计划包括开发一个小型Air-gen“补丁”,可以健康和健身等电力电子这套监控和智能手表,这将消除传统电池的要求。他们也希望开发Air-gens申请手机消除定期充电。

“最终目标是使大规模系统,“小君说姚明,马塞诸斯州大学阿默斯特学院的电气工程师。“例如,这项技术可能被纳入墙漆,可以帮助家里。或者,我们可以发展独立的气动发电机从电网提供电力。一旦我们得到线的工业规模生产,我完全相信,我们可以使大型系统可持续能源生产做出重要贡献。”

Xiaomeng Liu在马塞诸斯州大学的博士生阿默斯特,是传感器设备,当他注意到一些意想不到的发展。“我看到,当纳米线与电极接触设备生成的电流在一个特定的方式。我发现,暴露于大气湿度是必不可少的,蛋白质纳米线吸附水,产生一个电压梯度跨设备。”

“这是最惊人的和令人兴奋的应用蛋白质纳米线,”德里克Lovley说马塞诸斯州大学的微生物学家阿默斯特核废料旁边发现了微生物。

团队最近开发出一种新的微生物菌株更快速和廉价地大规模生产蛋白质纳米线。“我们将大肠杆菌变成一种蛋白质纳米线工厂,“Lovley说。“有了这个新的可扩展的过程,蛋白质纳米线供应将不再是一个瓶颈,开发这些应用程序。”

充电bioelectronic植入物
研究员阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)和沙特本阿卜杜勒阿齐兹国王大学健康科学找到了一种方法使用软,生物相容性材料超声电荷bioelectronic植入心脏起搏器、植入胰岛素泵,听证会。

虽然这些设备运行在电池的大量的时间,他们最终低,需要手术来改变电池。相反,科学家们正在调查可以无线充电的设备。

团队的方法使用一个水凝胶,由长聚合物分子交联形成三维网络可以装水。这使得它们灵活的和可伸缩的导电。

水凝胶结合了聚乙烯醇nanosheets MXene,过渡金属碳化物、氮化物、碳氮化物。“就像在水中溶解盐使其导电,我们使用MXene nanoflakes创建水凝胶,“KAUST Kanghyuck Lee说。“我们惊讶地发现,由此产生的材料可以产生电力的影响下超声波。”

水凝胶,他们称之为M-gel,生成一个当前应用压力时的流动电离子在水中,水凝胶填充。当这种压力是超声的结果,被称为流振动影响的潜力。

测试的概念,团队埋几厘米的牛肉和使用电子设备的超声波来源,包括超声提示发现在许多实验室和医院使用的超声波探测成像、充电设备。