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電子元件自帶“空調” 可耐340℃高溫!

  • 2018年2月23日 WuYaNan來源:科技日報 839 51
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繆峰教授團隊研發出一種能夠擺脫對冷卻系統依賴的電子元件,相關成果在《自然·電子學》雜志刊發。

電腦突然藍屏,手機強制關機,汽車需要熄火……明明電量充足為什么會出現這些讓人措手不及的狀況?也許因為它們都太熱了!記者8日從南京大學獲悉,該??姺褰淌趫F隊研發出一種能夠擺脫對冷卻系統依賴的電子元件,相關成果在《自然·電子學》雜志刊發。


人工智能,電子元件,CMOS兼容性

手機、電腦、汽車控制系統等電子設備里含有大量負責運算和存儲的電子元件,一般而言,這些器件的工作溫度均不能超過125℃,否則就會導致計算結果出錯或者數據丟失。但是,當手機和電腦程序運行時間過長,電子元件的高負荷運轉不可避免會導致其溫度迅速升高。為了避免這種情況發生,電子工程師們都會在電子設備里放置一個高溫保護機制,一旦溫度過高就自動切斷電源。

“我們研究團隊研發的這類名為憶阻器的新型電子元件,能夠在高溫下穩定工作并且保持良好的擦寫性能?!笨姺褰淌谡故玖诉@種納米級別電子元件。憶阻器是一種基于“記憶”外加電壓或電流歷史而動態改變其內部電阻狀態的電阻開關。在光學顯微鏡下,它的結構類似于“三明治”,由石墨烯和硫化鉬的氧化物這兩種材料構成。上下兩層碳原子層即充當電極的石墨烯,中間是充當電介質的硫氧化鉬。憶阻器的耐熱性就是來源于這兩種二維納米材料超高的熱穩定性。該結構的憶阻器能夠在高達340℃的溫度下穩定工作并且保持良好的擦寫性能。

在航空航天、軍事、地質勘探和石油天然氣鉆井等行業中,電子元件需要面臨更加極端的溫度環境,它們往往被要求在更高溫度下穩定工作。工程師們往往依賴于冷卻系統來進行降溫,這樣會大幅增加成本和能耗,降低可靠性。由于具備超小的尺寸,極快的擦寫速度,超高的擦寫壽命,多阻態開關特性和良好的CMOS兼容性等優勢,憶阻器被業內視為未來存儲技術和未來人工智能(神經形態計算)硬件技術的重要候選者。目前,這項研究已申請國內外專利。


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