自组织的电路;配对电和磁性材料。
自组织的电路
研究纳米材料的行为在美国能源部橡树岭国家实验室发现,由于某些复杂氧化物的一个不寻常的特性称为相分离,单个纳米区域能像自组织电路元素,这将支持新的多功能类型的计算架构。
“在一段材料,有共存的口袋不同的磁性和/或电子的行为,“ORNL的扎克沃德说,该研究的通讯作者。本研究“有趣的是,我们发现我们可以使用这些阶段像电路元素。这一事实也可以移动这些元素提供了有趣的机会创造可重写的电路的材料。”
因为阶段应对这两个磁场和电场,材料可以以多种方式控制,创建新型的计算机芯片的可能性。
ORNL的一项研究发现,复杂氧化物材料可以自组织成电路,后者创建新型计算机芯片的可能性。(来源:ORNL)
“这是一种新的思维方式对电子,你不要只是断断续续电场转换你的位,”沃德说。“这不是原始的力量。寻求探索完全不同的方法向多功能架构,集成多种外界刺激可以做在一个单一的材料。”
“通常你需要链接几个不同的组件一起在电脑板如果你想访问多个感官之外,”沃德说。”一个大不同的是,在我们的工作我们展示某些复杂的材料已经建在这些组件,这可能减少尺寸和功率要求。”
团队的目标是提高性能的目的发展中硬件的应用程序。沃德说,“这意味着材料和架构驾驶超级计算机,桌面,和智能手机,每个有不同的需求,将不再是被迫遵循one-chip-fits-all方法。”
配对电和磁性材料
在寻找超低电力电子,劳伦斯伯克利国家实验室和康奈尔大学的科学家成功铁电和亚铁磁性材料所以他们对齐可以与附近的一个小电场控制房间温度。
一条路径来降低能耗涉及ferroic材料。铁电体的主要优势包括他们在应对低功耗可逆极化电场,和能力持有他们的极化状态不需要连续的权力。
“如果你看看这个广义上说,大约5%的全球能源消费总量都花在电子、“Ramamoorthy拉梅什说,伯克利实验室的能源技术实验室主任助理和加州大学伯克利分校材料科学和工程学和物理学教授。“这是全世界发展最快的能源消费国。物联网到处都是导致电子设备的安装。世界能源消耗40 - 50百分比的微电子预计2030如果我们继续以目前的速度,如果没有该领域的重大进展,导致较低的能源消耗。”
研究者发现,通过控制电影的六角镏氧化铁(LuFeO3),一个健壮的铁电,他们可以显著改变材料的性质和产生强烈的亚铁磁性层接近室温。
研究人员使用电场创建同心盒“向上”和“向下”铁电极化在红色和绿色)(见左镏铁氧体薄膜。然后他们使用先进的光源发射电子显微镜照片宣读了这一地区的磁结构,直接证明磁跟踪铁电结构虽然没有应用磁场。酒吧是5微米。(来源:詹姆斯•克拉克森艾伦•法尔和安德烈亚斯肖勒/伯克利实验室)
测试下,新材料表明,铁电的亚铁磁性原子排列后邻居交换时电场。这发生在温度从200 - 300开尔文(-100到80华氏度)。其他类似的多铁性通常以低得多的温度下工作。
“这是当我们的合作者在伯克利实验室演示了电气控制的磁性材料,我们做事情有超级兴奋!”Darrell Schlom说,康奈尔大学的材料科学与工程教授。“室温热能是罕见的。包括我们的新材料,总共四个是已知的,但是只有一个室温热能被磁性电控制。我们的工作表明,一个完全不同的机制是活跃在这种新材料,给我们希望更好,更高的温度和更强,对未来的表现。”
研究人员下一步准备探索降低电压阈值策略影响极化的方向。这包括用于构建新材料的试验不同的基质。“我们希望表明,该作品在半伏在5伏,”拉梅什说。“我们也想要一个工作与热能设备。”
相关故事:
之前一周的力量与性能研究部分(9月20)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下一个回复