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功率/性能位:3月8日

无毒,可打印压电;GaN MEMS谐振器;验证软件模型。

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无毒,可打印压电
RMIT大学和新南威尔士大学的研究人员开发了一种灵活的、可打印的打印机压电材料这可以用于自供电电子产品,包括可穿戴设备和植入式设备。

RMIT副校长研究员Nasir Mahmood博士说:“到目前为止,性能最好的纳米薄压电材料是基于铅的,铅是一种有毒材料,不适合用于生物医学用途。”“我们的新材料是基于无毒的氧化锌,它也很轻,与硅兼容,很容易集成到当前的电子产品中。它非常高效,你只需要一层1.1纳米的材料,就能产生一个完全自供电的纳米器件所需的所有能量。”

研究人员说,这种压电材料的效率比其他基于无毒材料的压电材料高出800%,它是用液态金属打印方法制造的。氧化锌首先被加热直到变成液体。这种液态金属一旦暴露在氧气中,就会在表面形成一层纳米薄层。然后将金属滚过表面,打印出纳米薄的氧化锌“皮肤”。该团队表示,它可以用于快速生产大规模的材料板材,并与任何制造工艺兼容,包括卷对卷加工。

研究人员正在开发用于国防和基础设施监测的超声波探测器,以及研究用于收集机械能的纳米发电机的开发。其中一种应用可能是将血压转换为心脏起搏器电源的设备。

GaN MEMS谐振器
MEMS谐振器可以获得为5G系统生成定时信号所需的高时间分辨率和小相位噪声。然而,硅基MEMS谐振器在高温下的稳定性较差。日本国立材料科学研究所的一名研究人员开发了一种MEMS谐振器通过使用氮化镓(GaN)来调节由热引起的应变,即使在高温下也能稳定工作。

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在硅衬底上直接制备了高质量的GaN外延薄膜,并制作了GaN谐振腔。应变工程被用于改善时序性能,由GaN层与其Si衬底之间的晶格失配和热失配产生应变。

优化MOCVD生长过程中的温度降低方法使GaN没有裂纹,并且具有与在其与Si之间使用超晶格应变去除层的典型方法相当的晶体质量。

基于gan的MEMS谐振器能够在高达600K的温度下稳定工作。实验表明,由于内部热应变补偿了频移,降低了能量耗散,因此在温度升高时具有较高的时间分辨率和良好的时间稳定性,频率漂移很小。

该设备可以与CMOS技术集成,可以应用于5G通信、物联网定时装置、车载应用、高级驾驶辅助系统等。

验证软件模型
加泰罗尼亚奥伯塔大学的研究人员提出了一种新方法,通过确保软件的安全性来减少软件中的错误软件模型正确在发展。

UOC计算机科学、多媒体和电信学院教授Robert Clarisó指出,描述软件系统的抽象模型比源代码本身更简洁、更容易制作和理解。最常用的模型类型是UML(统一建模语言)类图符号,它被用来描述软件系统的结构。这样做的目的是更容易理解正在开发的系统,并使一些重复的元素自动化。

然而,在验证这些软件模型时存在一些问题。Clarisó表示:“我们需要确保模型是正确的,以最大限度地减少软件中可能出现的错误。”无论何时模型被更改或修改,整个系统都需要重新分析,导致验证通常只在确定的模型到位时进行。

UML/对象约束语言(Object Constraint Language, OCL)软件模型的新技术允许在构建过程中对它们进行验证。Clarisó表示:“我们的文章概述了增量验证方法的应用,也就是说,我们使模型在任何更改时都更容易验证。”

特别是,该方法着重于增量地验证用OCL约束注释的UML类图的内部一致性。它依赖于使用说明模型正确操作的证书。无需验证新模型,可以将原始模型中的证书用于新模型。

Clarisó说:“当我们修改一个模型时,有一个新的证书就不需要验证了。”“修改证书的成本远低于重新运行验证过程。”该团队表示,下一个挑战是将这些技术集成到现有的软件建模工具和环境中。



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