铁电非易失性内存;提高无线容量;热光生电的力量。
铁电非易失性内存
莫斯科物理与技术研究所的科学家们(初期),内布拉斯加州大学和瑞士洛桑大学的成功增长超薄(2.5纳米)铁电薄膜基于氧化铪,可能被用来开发非易失性内存元素称为铁电隧道结。这部电影使用原子层沉积生长。
基于铁电隧道结的非易失性内存是一种很有前途的发展尚未完全实现。铁电材料,能够记住的方向外部应用的剩余极化电荷的电场。
薄膜铁电体有很长一段时间被用于非易失性”存储器设备,但是它很难使小型化为了实现高密度/存储容量,此外,他们的材料不符合现代微电子学中使用的生产过程。
铁电体通常是绝缘体,不导电。然而,如果铁电层非常薄,电子可以通过有一定概率的滑动,由于量子隧穿效应。隧道的概率取决于大小和形状的势垒(能源结构的特点),电子,通过创建一个隧道电流。在这种情况下,电子的运动类似于一个障碍赛跑,和障碍的大小是由极化的方向向量,这改变了形状的潜在障碍。信息是由旁边的电极电压超薄铁电,它读取通过测量隧道电流。
信息是由应用外部电场,从而改变铁电体的极化的方向向量,这反过来势垒的形状变化。读取信息通过测量隧道电流,这取决于形状的障碍。(来源:初期)
理论上,这种类型的内存可能会有极高的密度,读写速度快,功耗和低水平的,有可能成为一个非易失性DRAM的替代品。记忆基于铁电隧道结能够节省电力,这是特别重要的运行在电池的便携式设备。但是,先前的原型基于传统的铁电体的设备不兼容的硅技术。
而氧化铪已经用于现代硅的生产逻辑芯片,几年前的铁电特性被发现在一个修改。在他们的研究中,科学家们从初期成功地发展一个超薄,tunnel-transparent薄膜材料在硅衬底上,同时保持铁电性质。
如果铁电隧道结基于氧化铪开发,团队希望他们能够证明记忆电阻属性用于神经系统。
提高无线容量
去年,哥伦比亚大学工程研究人员创建全双工无线电集成电路可以实现纳米级CMOS启用同步传输和接收在同一频率在一个无线电台。这个系统需要两个天线,一个发射器和一个接收器。现在团队开发的概念进一步只需要一个天线整体规模较小的系统,使其研究者们第一次综合非互惠性的环行器和全双工电台纳米硅晶片上。
该集团一直致力于硅无线电芯片为全双工通信多年,成为传播者的角色特别感兴趣,一个组件,支持全双工通信发射机和接收机共享相同的天线。为了做到这一点,循环器“打破”洛伦兹互惠,大多数电子结构的一个基本物理特性,需要电磁波传送的正向和反向方向以相同的方式。
“互惠的电路和系统是相当严格的,因为你不能自由控制信号,”法Reiskarimian说,哥伦比亚大学的博士研究生、开发循环器。“我们想要创建一个简单和有效的方法,使用传统的材料,将洛伦兹互惠和建立一个低成本的纳米级循环器芯片。”
CMOS的缩影照片循环器集成电路以及一个特写的照片打包集成电路印刷电路板。(来源:法Reiskarimian)
打破传统方式的洛伦兹互惠和建立射频串联员一直使用铁氧体等磁性材料,而失去互惠当外部磁场应用。但这些材料并不兼容硅芯片技术,和铁氧体串联员是笨重且昂贵的。团队能够设计一个高度小型化循环器,使用开关旋转信号跨一组电容器效仿非互惠性的“扭曲”的信号,在铁氧体材料。除了循环器外,他们还建立了一个全双工系统的原型,硅集成电路,包括循环泵和一个echo-cancelling接收器。
非互惠性的电路和元件应用在许多不同的场景中,从射频全双工通信和雷达建立光电隔离器,防止损坏的back-reflections大功率发射机天线。能够打破互惠也开辟了新的可能性的射频信号处理有待发现。全双工通信是特别感兴趣的研究人员由于其潜在的双网络容量,半双工通信相比,当前的手机和无线收音机使用。集团已经工作在进一步提高他们的循环器的性能,和探索“beyond-circulator”应用程序的引用。
热光生电的力量
澳大利亚国立大学和加州大学伯克利分校的物理学家发现了全新的属性打开新的可能性为高效的纳米材料热光生电的电池在黑暗中,这可能有一天收获热量并将其转化为电能。
热光生电的细胞被预言是超过两倍的效率比传统的太阳能电池。他们不需要阳光直射来发电,而可以从周围环境收获热红外辐射的形式。
团队的超材料,由微小的金纳米结构和氟化镁,辐射热量在特定的方向。超材料的几何形状也可以调整给辐射在特定的光谱范围,与标准材料在各个方向发出的热量,广泛的红外波长。这使它适合用作一种发射器配热光生电的电池。
草图的结构。MgF2和非盟45层厚度和30 nm,分别。对氮化硅薄膜的厚度是50 nm。晶格周期是750×750海里。孔的大小是260×530海里。(来源:谢尔盖Kruk,子京Wong Ekaterina Pshenay-Severin, Kevin O ' brien Dragomir n . Neshev尤里Kivshar &张翔)
超材料的“个别构件的尺寸太小,我们可以超过一万二千的装在横截面上的一根头发,”谢尔盖Kruk博士说阿奴研究学院的物理和工程。
超材料的显著行为的关键是它的新颖的物理性质,磁双曲色散。分散描述光与材料的相互作用,可以作为一个三维可视化表面代表电磁辐射在不同的方向传播。新材料的色散是截然不同的,夸张的形式,比天然材料,如玻璃或晶体的色散表面有简单的球形或椭球形形式。
团队认为thermovoltaic细胞基于超材料的效率可以进一步提高如果发射器和接收器刚刚纳米之间的差距。在这个配置中,它们之间的辐射传热之间可以超过十倍的效率比传统材料。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下一个回复