Ученые демонстрируют работу первого энергонезависимого нанореле при 200 ° C: открытие – важный шаг в разработке электроники для экстремальной энергоэффективности и суровых условий окружающей среды

Работа, о которой сообщается в Nature Communications, была проведена в сотрудничестве с Саутгемптонским университетом и Королевским технологическим институтом KTH, Швеция.
Изобретение является важной разработкой для полностью электрических транспортных средств и более электрических самолетов, для которых требуется электроника со встроенным хранилищем данных, которая может работать при экстремальных температурах с высокой энергоэффективностью.
Поскольку ток утечки транзисторов увеличивается с температурой, наноэлектромеханические реле стали многообещающей альтернативой транзисторам для таких приложений. Однако до сих пор не было продемонстрировано надежное и масштабируемое энергонезависимое реле, сохраняющее свое состояние при отключении питания для реализации памяти.

Д-р Динеш Памунува, который возглавляет группу, которая проводит исследования в области микроэлектроники в Бристольском университете, и является ведущим исследователем, объясняет: «Отчасти проблема заключается в том, как работают электромеханические реле; когда они срабатывают, луч закрепляется на одном из них. конец движется под действием электростатической силы. По мере движения луча воздушный зазор между приводным электродом и лучом быстро уменьшается, а емкость увеличивается.

При критическом напряжении, называемом втягивающим напряжением, электростатическая сила становится намного больше, чем сила противодействующей пружины, и луч защелкивается. Эта неотъемлемая электромеханическая нестабильность втягивания делает точное управление движущейся балкой, критически важное для энергонезависимой работы, очень трудным."

Однако теперь доктор Памунува и его команда продемонстрировали ротационное реле, которое поддерживает постоянный воздушный зазор при движении луча, устраняя эту электромеханическую нестабильность втягивания.
Используя это реле, им удалось продемонстрировать работу первого высокотемпературного энергонезависимого наноэлектромеханического реле при температуре 200 ° C.
Доктор. Памунува сказал: «Это действительно захватывающее событие, поскольку потребность в разработке технологий, которые уменьшают нашу зависимость от ископаемого топлива, возрастает.

Эта операция реле является значительным шагом вперед в разработке электроники для полностью электрических транспортных средств и энергоэффективных самолетов с большей мощностью, а также для создания интеллектуальных узлов с нулевым резервным питанием для IoT.
«Электроника, построенная на нанореле вместо транзисторов, может работать при гораздо более высоких температурах, а также иметь нулевое энергопотребление в режиме ожидания. Любая цифровая электронная система нуждается в логике и памяти, и это реле упрощает создание релейной памяти, которая сохраняет сохраненное состояние при отключении питания, с помощью зацикливания.

Поддержание постоянного воздушного зазора, поскольку реле переключаются, обеспечивает очень точное электростатическое регулирование и значительно повышает надежность."
Реле были разработаны доктором.

Сунил Рана и наноразмерные прототипы были изготовлены доктором. Жоао Муро, оба старших исследователя с докторской степенью в группе микроэлектроники в Бристольском университете.

Доктор. Джейми Рейнольдс, старший научный сотрудник Университета Саутгемптона, проводил осаждение контактных материалов, тестирование и определение характеристик под руководством профессора Гарольда Чонга.

Микромасштабные прототипы были изготовлены доктором. Саймон Блейкер из Королевского технологического института KTH под руководством профессора Фрэнка Никлауса.

6 комментариев к “Ученые демонстрируют работу первого энергонезависимого нанореле при 200 ° C: открытие – важный шаг в разработке электроники для экстремальной энергоэффективности и суровых условий окружающей среды”

Оставьте комментарий