La búsqueda de un dispositivo de conmutación superb para aplicaciones de potencia ultrabaja conduce a la exploración de nuevos conmutadores de sistemas micro/nanoelectromecánicos (M/NEMS). Esta investigación ha sido impulsada por el rendimiento superior de los dispositivos M/NEMS, como la conmutación idealmente abrupta con cero fugas fuera de estado, adecuado para entornos hostiles y extremos, y huellas muy pequeñas.
El elemento suspendido del interruptor NEMS se mueve electromecánicamente por el campo eléctrico aplicado para establecer contacto físico con la contraparte del interruptor y, por lo tanto, se establece el canal conductor.
Sin embargo, un voltaje de conmutación inaceptablemente alto de los interruptores NEMS es el principal obstáculo para su uso práctico en circuitos integrados de baja potencia. En explicit, aún no se ha demostrado el voltaje de conmutación inferior a 0,5 V con una huella de interruptor muy pequeña, que se necesita para circuitos de potencia ultrabaja, debido a fallas de conmutación irreversibles causadas por la adhesión a la superficie.
Además, una vez que se crea el contacto físico en los interruptores NEMS, el área de contacto del interruptor aumenta, lo que lleva a que la fuerza de atracción de la superficie domine la fuerza de restauración mecánica; y como resultado, se produce una adhesión permanente.
Para tener éxito en la realización del interruptor NEMS para aplicaciones de potencia ultrabaja, se debe reducir el grosor del materials suspendido móvil y se debe superar la adherencia del contacto del interruptor en el estado ENCENDIDO para alcanzar el estado APAGADO.
El equipo de investigación dirigido por el Dr. Manoharan Muruganathan (ex profesor titular) y el profesor Hiroshi Mizuta del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (JAIST) propusieron la investigación del interruptor NEMS basado en grafeno para este propósito.
En el interruptor NEMS, el voltaje de conmutación es directamente proporcional al grosor de la viga suspendida, mientras que la monocapa de grafeno es el materials más delgado del mundo en la actualidad. Además, el grafeno exhibe una fuerza de restauración mecánica cúbica en el estado ENCENDIDO, lo cual es essential para evitar la fricción estática.
Debido a esta característica única, este equipo de investigación buscó el interruptor NEMS de grafeno basado en el haz de grafeno suspendido de doble sujeción con el contacto de nitruro de boro hexagonal (hBN) en el terminal de conmutación.
La fuerza de unión de grafeno a hBN es baja debido a su naturaleza de enlace van der Waals (vdW), que superará el problema de fricción estática de los interruptores NEMS, cube el investigador Dr. Ngoc Huynh Van de la Universidad Técnica de Dinamarca. Basados en la elección única de materiales y el diseño del interruptor NEMS, han demostrado características de conmutación por debajo de 0,5 V con más de 50 000 ciclos de operación de conmutación en caliente.
Además, estos conmutadores NEMS exhiben excelentes características de conmutación, como una pendiente de conmutación de ~5 mV/dec, histéresis casi nula y una relación ON/OFF de >105, que cumple con los requisitos de la tecnología CMOS convencional. Estos interruptores NEMS jugarán un papel very important en varios dispositivos NEMS, sensores, circuitos integrados híbridos NEM-CMOS y aplicaciones de potencia ultrabaja.
Informe de investigación:Conmutadores nanoelectromecánicos van der Waals de grafeno-hBN de sub 0,5 voltios
enlaces relacionados
Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón
Arquitectura, tecnología y fabricación de chips informáticos
Noticias de nanotecnología de SpaceMart.com
|
Necesitamos tu ayuda. La pink de noticias SpaceDaily continúa creciendo, pero los ingresos nunca han sido tan difíciles de mantener. Con el auge de los bloqueadores de anuncios y Fb, nuestras fuentes de ingresos tradicionales a través de la publicidad en pink de calidad continúan disminuyendo. Y a diferencia de tantos otros sitios de noticias, no tenemos un muro de pago, con esos molestos nombres de usuario y contraseñas. Nuestra cobertura de noticias requiere tiempo y esfuerzo para publicarse los 365 días del año. Si encuentra que nuestros sitios de noticias son informativos y útiles, considere convertirse en un colaborador common o, por ahora, haga una contribución única. |
||
|
Partidario mensual de SpaceDaily $5+ facturado mensualmente |
 |
Colaborador de SpaceDaily $5 facturados una vez tarjeta de credito o paypal |
Raytheon gana un premio por la maduración de la tecnología de nitruro de galio
Tucson AZ (SPX) 09 de enero de 2023
Raytheon Missiles and Protection, una empresa de Raytheon Applied sciences, ha mejorado aún más el proceso de fundición de semiconductores para producir nitruro de galio de grado militar, conocido como GaN. El GaN mejorado, producido bajo el contrato del Título III de la Ley de Producción de Defensa, funciona mejor y cuesta menos que las versiones anteriores. Las mejoras del proceso GaN de Raytheon Missiles and Protection han sido galardonadas con un premio 2022 Protection Manufacturing Know-how Achievement. Este premio es seleccionado por el DoD Manufacturin… Lee mas
