研究部分:8月30日

通过玻璃通过

中国科学院(CAS)的研究人员开发了一个通过玻璃通过(TGV)过程对3 d先进的包装,这使得低传输损耗和高真空wafer-level包装的高频芯片和MEMS传感器。

TGV垂直互连技术应用于wafer-level真空包装。研究人员发现,具有良好的电、热、力学性能,实现互连用最短的距离和芯片之间的最小间距。

研究人员提出了一种新的TGV晶圆制造计划。新近发展起来的TGV的晶片吹嘘高均匀性、高密度和高纵横比,使超低泄漏率和超低信号损失。

“我们已经克服的技术问题,如生产具有高度的均匀性玻璃微孔阵列,玻璃密集的回流,高密度填充玻璃微孔隙和金属,”李说,中科院合肥研究院物理科学。“他们可以应用于5 g / 6 g高频芯片如环谐振器、波导缝隙天线,毫米波天线,以及新的3 d包装要求MEMS陀螺仪和加速度计。我们可以根据要求制作不同大小。”

激光飞秒逻辑门

罗彻斯特大学的研究人员和Friedrich-Alexander-Universitat埃(能力)演示了一个逻辑门在飞秒的时间尺度。

该团队使用去年几飞秒激光脉冲,产生的超快脉冲电流。这样做,例如,通过照明微小石墨烯金属电线连接两个黄金。超短激光脉冲集运动,或兴奋,电子在石墨烯和发送他们在一个特定的方向,产生电流。

他们发现,在gold-graphene-gold连接,可以生成两个版本——“真实”和“虚拟”-粒子携带这些爆发的电力费用组成。

他们解释说,“真正的”电荷载体是电子兴奋的光,在定向运动即使在激光脉冲是关闭的,当“虚拟”电荷载体电子只是在净定向运动在激光脉冲。虚拟运营商收费只活在照明是暂时性的。

由于石墨烯与黄金,真实和虚拟载流子吸收的金属产生净电流。

该小组还发现,通过改变激光脉冲的形状,它们可以产生电流,只有真正的或虚拟的电荷载体发挥作用。因此,这两种类型的电流可以独立控制。

使用此增强控制景观,团队能够通过实验证明逻辑门操作飞秒的时间尺度。在这项实验中,输入信号的形状或阶段两个同步的激光脉冲,每一个选择只生成一个破裂的真实或虚拟运营商。取决于所使用的激光阶段,这两个对电流的贡献可以增加或取消。净电信号可以分配逻辑0或1的信息,产生一个超速的逻辑门。

“什么是神奇的逻辑门,”伊格纳西奥·弗兰克说,化学和物理学副教授罗彻斯特”是操作执行兆赫,像普通电脑,但在petahertz,快一百万倍。这是因为使用的非常短的激光脉冲,发生在1000000000秒的1000000。”

“这可能会很长时间可以使用这种技术在计算机芯片,但至少我们现在知道光波电子几乎是可能的,”托拜厄斯Boolakee说,主持实验的努力作为一个博士生的能力。

佛朗哥补充说,“通过基础理论及其与实验,我们澄清的作用,虚拟和真实电荷载体在激光感应的电流,这开辟了道路超速的创建逻辑门。”

葡萄糖燃料电池为植入式设备

工程师们从麻省理工学院(MIT)和慕尼黑工业大学设计的一种新型的葡萄糖燃料电池将葡萄糖直接转换成电能。糖电源产生43毫瓦每平方厘米的电力。

燃料电池是能够承受的温度高达600摄氏度,这意味着它可以通过高温灭菌过程保持稳定所需植入设备。研究人员认为设计可以制成超薄薄膜或涂层和缠绕在植入被动电力电子,利用人体的葡萄糖供应。

“葡萄糖在体内无处不在,这个想法是为了收获这个现成的能源和使用植入式设备供电,”菲利普·西蒙斯说,开发设计的一部分,他的博士论文在麻省理工学院材料科学与工程系。“在我们的工作,我们展示一个新的葡萄糖燃料电池电化学。”

”而不是使用电池,这会占用90%的植入物的体积,你可以与薄膜的设备,和你有一个电源没有体积的足迹,”詹妮弗L.M. Rupp说,参观麻省理工学院材料科学与工程系教授和副教授固态电解质化学在德国慕尼黑技术大学。

麻省理工学院的詹妮弗·楚这个概念解释道:“葡萄糖燃料电池的基本设计由三层组成:一个阳极,中间的电解质,和底部阴极。体液的阳极与葡萄糖反应,将糖转化为葡糖酸。这种电化学转换释放质子和电子。中间的电解质行为区分质子和电子,进行质子通过燃料电池,在那里他们与空气结合,形成水分子——一种无害的副产品,带走身体的流体流动。与此同时,孤立的电子流向外部电路,它们可用于电力电子设备。”

硅片30个人葡萄糖微燃料电池,视为小银广场在每个灰色矩形。(图片来源:肯特代顿/麻省理工学院)

研究人员设计了一个葡萄糖燃料电池电解质由二氧化铈,陶瓷材料,具有高的离子电导率,是机械地健壮,这样,被广泛用作氢燃料电池的电解质。它也被证明是生物相容性。

“当你想到这样的葡萄糖燃料电池陶瓷,他们有长期稳定的优势,可伸缩性小,和硅芯片集成,”鲁普说。“他们硬和健壮。”

西蒙斯说,“癌症研究二氧化铈正积极研究社区。也类似于氧化锆,用于牙齿植入物,生物相容性和安全。”

团队夹在电解液阳极和阴极铂,一个稳定的材料,容易与葡萄糖反应。他们捏造150个人葡萄糖燃料电池芯片,每个约400纳米薄,约300微米宽。它们的细胞到硅晶圆片上,测量产生的电流时每个细胞葡萄糖溶液流过每个晶片的定制测试站。

他们发现许多细胞产生大约80毫伏的峰值电压,研究人员声称的任何现有的葡萄糖燃料电池的功率密度最高的设计。

“激动人心的是,我们能够吸引足够的功率和电流功率植入式设备,”西蒙斯说。