Los investigadores de la Universidad de Bristol han creado un nuevo tipo de relé nanoelectromecánico para permitir una memoria confiable no volátil a alta temperatura.
El trabajo, que se informa en Comunicaciones de la naturaleza , se llevó a cabo en colaboración con la Universidad de Southampton y el KTH Royal Institute of Technology, Suecia.
La invención es un desarrollo importante para vehículos totalmente eléctricos y aviones más eléctricos que requieren componentes electrónicos con almacenamiento de datos integrado que pueden operar en temperaturas extremas con alta eficiencia energética.
A medida que la corriente de fuga del transistor aumenta con la temperatura, los relés nanoelectromecánicos se han convertido en una alternativa prometedora a los transistores para tales aplicaciones. Sin embargo, hasta ahora, un relé no volátil confiable y escalable que conserva su estado cuando está apagado, para implementar la memoria, tieneno se ha demostrado
El Dr. Dinesh Pamunuwa, quien dirige un grupo que lleva a cabo investigaciones en el campo de la microelectrónica en la Universidad de Bristol y es el investigador principal, explica: "Parte del desafío es la forma en que funcionan los relés electromecánicos; cuando se activa, un haz ancladoen un extremo se mueve bajo una fuerza electrostática. A medida que el haz se mueve, el espacio de aire entre el electrodo de actuación y el haz se reduce rápidamente mientras aumenta la capacitancia. A un voltaje crítico llamado voltaje de arrastre, la fuerza electrostática se vuelve mucho mayor que el resorte opuestofuerza y el rayo encaja. Esta inestabilidad electromecánica inherente de arrastre hace que el control preciso del rayo móvil, crítico para la operación no volátil, sea muy difícil ".
Ahora, sin embargo, el Dr. Pamunuwa y el equipo han demostrado un relé rotativo que mantiene un espacio de aire constante a medida que el haz se mueve, eliminando esta inestabilidad electromecánica de atracción.
Usando este relé, han logrado demostrar la primera operación de relé nanoelectromecánico no volátil de alta temperatura, a 200 ° C.
El Dr. Pamunuwa dijo: "Este es un desarrollo verdaderamente emocionante ya que aumenta la necesidad de desarrollar tecnología que reduzca nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Esta operación de retransmisión es un importante paso adelante en el desarrollo de productos electrónicos para vehículos totalmente eléctricos y de mayor eficiencia energética.-aviones eléctricos, así como para crear nodos inteligentes de energía de reserva cero para el IoT.
"Los componentes electrónicos construidos a partir de nano relés en lugar de transistores pueden funcionar a temperaturas mucho más altas y al mismo tiempo tienen cero energía de reserva. Cualquier sistema electrónico digital necesita lógica y memoria, y este relé facilita la creación de memoria basada en relés que conserva el estado almacenadocuando está apagado, mediante el uso de stiction. Mantener un espacio de aire constante mientras los interruptores de relé permiten un control electrostático muy preciso y mejora enormemente la confiabilidad ".
Los relés fueron diseñados por el Dr. Sunil Rana y los prototipos a nanoescala fueron fabricados por el Dr. Joao Mouro, ambos investigadores posdoctorales senior en el grupo de Microelectrónica en la Universidad de Bristol. El Dr. Jamie Reynolds, investigador postdoctoral senior en la Universidad de Southamptonllevó a cabo la deposición, prueba y caracterización del material de contacto bajo la supervisión del profesor Harold Chong. Los prototipos de microescala fueron fabricados por el Dr. Simon Bleiker del KTH Royal Institute of Technology bajo la supervisión del profesor Frank Niklaus.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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