Electronic-photonic接口;改进的AFM;cd到传感器。
加州理工学院和南安普顿大学的工程师们集成了一种电子和光子芯片高速通信在数据中心。
加州理工学院的研究生Arian Hashemi Talkhooncheh说:“美国有2700多个数据中心，全球有8000多个，它们的服务器塔堆叠在一起，以管理每秒数千tb的数据进出负载。”
“不仅在数据中心，而且在高性能计算机中，对提高不同芯片之间数据通信速度的需求不断增加。随着芯片计算能力的扩大，通信速度可能成为瓶颈，特别是在严格的能源限制下，”加州理工学院电气工程和医学工程教授阿齐塔·埃玛米说。
哈希米说，设计的关键是密集的协同优化。“我们必须同时优化整个系统，以实现更高的电力效率。这两个芯片实际上是为彼此制造的，在三维空间中相互集成。”
由此产生的两个芯片之间的优化接口允许他们每秒传输100千兆比特的数据，而每传输位仅产生2.4皮焦耳。研究人员表示，与目前最先进的技术相比，这将使传输的光电功率效率提高3.6倍。
Emami说:“随着世界变得越来越紧密，每个设备都会产生更多的数据，与传统技术相比，我们可以在消耗一小部分电力的情况下实现如此高的数据速率，这令人兴奋。”
美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员开发了一种同时定位的方法个别电气缺陷在同一芯片上的多个微电路中使用原子力显微镜(AFM)。
AFM使用带有悬臂的尖锐尖端，可以扫描芯片表面下的单个电线。然而，来自相邻电线的静电场会影响结果，并干扰正在扫描的电线中清晰成像缺陷的能力。
为了解决这个问题，研究人员将由外部发电机提供的特定交流电压施加到单个相邻的电线上，而不是尖端。向相邻导线提供的交流电压与正在进行扫描的导线相同，只是相邻导线的电压完全不相。当感兴趣的电线的电压达到最高值时，相邻电线的电压就处于最低点。
“非相电压对AFM尖端施加静电力，与扫描线施加的力相反。这些相反方向的力转化为AFM图像上的高对比度区域，使其更容易区分信号和感兴趣的电线，”研究人员说。
该团队使用一个测试芯片演示了这项技术，该芯片有四对导线，埋在表面下4微米，发现它产生了清晰准确的缺陷图像。通过调整施加在每根导线上的交流电压，使它们具有不同的频率，研究人员表明，他们可以同时成像几根相邻导线中的缺陷。
由于该技术依赖于远程施加在电线上的交流电压，而不是AFM，研究人员将该技术称为远程偏置静电力显微镜。
NIST的科学家Joseph Kopanski说:“在电线上施加电压而不是AFM尖端似乎是一个小创新，但它会产生很大的不同。”他补充说:“这种方法不需要新的仪器，半导体行业可以很容易地实施。”
宾厄姆顿大学的研究人员发现了一种回收cd并将其变成灵活的生物传感器。
他们开发了一种工艺，将金CD的薄金属层从坚硬的塑料中分离出来，使其能够被制成传感器，以监测人类心脏和肌肉的电活动以及乳糖、葡萄糖、pH值和氧气水平。传感器可以通过蓝牙与智能手机通信。
制造过程在20到30分钟内完成，不会释放有毒化学物质，也不需要昂贵的设备，每台设备的成本约为1.5美元。根据该论文，“这种可持续的电子垃圾升级回收方法提供了一种有利的基于研究的废物流，不需要尖端的微加工设施、昂贵的材料或高水平的工程技能。”
宾汉姆顿大学的研究人员通过将CD上的黄金层从塑料底部去除，创造出了可用于多种应用的柔性生物传感器。(资料来源:马修·布朗/宾汉姆顿大学)
宾汉姆顿大学生物医学工程系的助理教授Ahyeon Koh解释了这种方法，这种方法类似于石墨烯的创造。“我们把CD上的金属层弄松，然后用胶带把金属层粘起来，所以我们只需要把它剥下来。然后对薄层进行处理，使其具有弹性。”
为了制造传感器，研究人员使用了工匠常用的蟋蟀切割机。这种柔性电路可以被移除并粘在人身上。医疗专业人员或患者可以使用智能手机应用程序来跟踪读数。
马修·布朗(Matthew Brown)当时是宾厄姆顿大学的博士生，他说:“我们用的是金cd，我们想探索银cd，我认为银cd更常见。我们如何用同样的方法对这些类型的cd进行升级?我们还想看看是否可以利用激光雕刻而不是使用基于织物的切割机来进一步提高升级循环速度。”
Koh认为，任何人都可以通过循序渐进的指导来制造传感器。“每个人都可以为他们的用户创建这种传感器。我们希望这些产品更容易获得、更实惠，更容易向公众分发。”
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