6.6 C
Brussel
Sondag, November 27, 2022

Magneto-elektriese skyfies om doeltreffender rekenaartoestelle aan te dryf

VRYWARING: Inligting en menings wat in die artikels weergegee word, is dié van diegene wat dit vermeld en dit is hul eie verantwoordelikheid. Publikasie in The European Times beteken nie outomaties onderskrywing van die siening nie, maar die reg om dit uit te druk.

Meer van die skrywer

Magneto-elektriese skyfies om 'n nuwe generasie doeltreffender rekenaartoestelle aan te dryf

Gebruik die brom van fluoresserende ligte vir meer doeltreffende rekenaars

Die eienskap wat fluoresserende ligte laat gons, kan 'n nuwe generasie meer doeltreffende rekenaartoestelle aandryf wat data met magnetiese velde stoor, eerder as elektrisiteit.

'n Span onder leiding van navorsers van die Universiteit van Michigan het 'n materiaal ontwikkel wat minstens twee keer so "magnetostriktief" en baie goedkoper is as ander materiale in sy klas. Benewens rekenaars, kan dit ook lei tot beter magnetiese sensors vir mediese en sekuriteitstoestelle.

Magnetostriksie, wat die gons van fluoresserende ligte en elektriese transformators veroorsaak, vind plaas wanneer 'n materiaal se vorm en magnetiese veld verbind word - dit wil sê, 'n verandering in vorm veroorsaak 'n verandering in magnetiese veld. Die eiendom kan die sleutel wees tot 'n nuwe generasie rekenaartoestelle genaamd magneto-elektriese.

Magneto-elektriese skyfies kan alles van massiewe datasentrums tot selfone baie meer energiedoeltreffend maak, wat die elektrisiteitsvereistes van die wêreld se rekenaarinfrastruktuur verminder.

Gemaak van 'n kombinasie van yster en gallium, word die materiaal uiteengesit in 'n artikel wat vandag (12 Mei 2021) gepubliseer is in Natuurkommunikasie. Die span word gelei deur UM materiaalwetenskap en ingenieurswese professor John Heron en sluit navorsers van Intel in; Cornell Universiteit; Universiteit van Kalifornië, Berkeley; Universiteit van Wisconsin; Purdue Universiteit en elders.

Magneto-elektriese toestelle gebruik magnetiese velde in plaas van elektrisiteit om die digitale ene en nulle van binêre data te stoor. Klein pulse van elektrisiteit veroorsaak dat hulle effens uitbrei of saamtrek, wat hul magnetiese veld van positief na negatief verander of andersom. Omdat hulle nie 'n bestendige stroom elektrisiteit benodig nie, soos vandag se skyfies doen, gebruik hulle 'n fraksie van die energie.

"'n Sleutel om magneto-elektriese toestelle te laat werk, is om materiale te vind waarvan die elektriese en magnetiese eienskappe gekoppel is." Heron gesê. "En meer magnetostriksie beteken dat 'n skyfie dieselfde werk met minder energie kan doen."

Goedkoper magneto-elektriese toestelle met 'n tienvoudige verbetering

Die meeste van vandag se magnetostriktiewe materiale gebruik seldsame-aarde-elemente, wat te skaars en duur is om gebruik te word in die hoeveelhede wat nodig is vir rekenaartoestelle. Maar Heron se span het 'n manier gevind om hoë vlakke van magnetostriksie van goedkoop yster en gallium te lok.

Gewoonlik, verduidelik Heron, neem die magnetostriksie van yster-gallium-legering toe namate meer gallium bygevoeg word. Maar daardie toenames vlak af en begin uiteindelik daal namate die hoër hoeveelhede gallium 'n geordende atoomstruktuur begin vorm.

Die navorsingspan het dus 'n proses genaamd lae-temperatuur molekulêre straal-epitaksie gebruik om atome in plek te vries, wat verhoed dat hulle 'n geordende struktuur vorm namate meer gallium bygevoeg is. Op hierdie manier kon Heron en sy span die hoeveelheid gallium in die materiaal verdubbel, wat 'n tienvoudige toename in magnetostriksie meebring in vergelyking met ongemodifiseerde yster-gallium-legerings.

"Lae-temperatuur molekulêre straal epitaksie is 'n uiters nuttige tegniek - dit is 'n bietjie soos spuitverf met individuele atome," het Heron gesê. "En 'spuitverf' van die materiaal op 'n oppervlak wat effens vervorm wanneer 'n spanning toegepas word, het dit ook maklik gemaak om sy magnetostriktiewe eienskappe te toets."

Navorsers werk met Intel se MESO-program

Die magneto-elektriese toestelle wat in die studie gemaak is, is verskeie mikrons groot - groot volgens rekenaarstandaarde. Maar die navorsers werk saam met Intel om maniere te vind om hulle te krimp tot 'n meer bruikbare grootte wat versoenbaar sal wees met die maatskappy se magneto-elektriese spin-baan-toestel (of MESO)-program, waarvan een doel is om magneto-elektriese toestelle in die hoofstroom te stoot.

"Intel is wonderlik om dinge te skaal en met die moere en boute om 'n tegnologie te laat werk op die superklein skaal van 'n rekenaarskyfie," het Heron gesê. "Hulle is baie belê in hierdie projek en ons vergader gereeld met hulle om terugvoer en idees te kry oor hoe om hierdie tegnologie te verbeter om dit bruikbaar te maak in die rekenaarskyfies wat hulle MESO noem."

Terwyl 'n toestel wat die materiaal gebruik waarskynlik dekades weg is, het Heron se laboratorium aansoek gedoen vir patentbeskerming deur die UM Office of Technology Transfer.

Verwysing: "Enginering van nuwe limiete vir magnetostriksie deur metstabiliteit in yster-gallium-legerings" deur PB Meisenheimer, RA Steinhardt, SH Sung, LD Williams, S. Zhuang, ME Nowakowski, S. Novakov, MM Torunbalci, B. Prasad, CJ Zollner, Z. Wang, NM Dawley, J. Schubert, AH Hunter, S. Manipatruni, DE Nikonov, IA Young, LQ Chen, J. Bokor, SA Bhave, R. Ramesh, J.-M. Hu, E. Kioupakis, R. Hovden, DG Schlom en JT Heron, 12 Mei 2021, Nature Kommunikasie.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22793-x

Die navorsing word ondersteun deur IMRA America en die National Science Foundation (toekenningnommers NNCI-1542081, EEC-1160504 DMR-1719875 en DMR-1539918).

Ander navorsers op die referaat sluit in UM-medeprofessor in materiaalwetenskap en ingenieurswese Emmanouil Kioupakis; UM assistent professor in materiaalkunde en ingenieurswese Robert Hovden; en UM-studente-navorsingsassistente Peter Meisenheimer en Suk Hyun Sung.

- Advertensie -
- Advertensie -
- Advertensie - kol_img

Moet lees

Jongste artikels