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2019-08-05 08:39

麻省理工学院的新研究探索了超低功率微芯片的自旋电子学

导读麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的一项新研究声称可能为超低功率微芯片打开了大门 - 这对于物联网来说可能是个好消息。该研究的重点

麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的一项新研究声称可能为超低功率微芯片打开了大门 - 这对于物联网来说可能是个好消息。

该研究的重点是自旋电子学 - 一种自旋运输电子学的发明 - 它探讨了电子在性能而非电荷方面的内在自旋,这意味着它们可以在没有恒定功率的情况下重新训练它们的磁性。

虽然这是一个引人入胜的概念 - 去年这个时候Seeker称之为 “你可能从未听说过的技术革命” - 它在计算设备方面有其局限性。

能够以电气方式控制材料的磁性并充分利用旋转,已经证明是一项重大挑战。一种方法专注于离子 - 特别是氧离子 - 而不是电子。然而,虽然磁性能的变化是显着的,但它导致材料增长并且尺寸减小。结果,这引起的机械损坏使其在现实生活中几乎无用。

这就是麻省理工学院和布鲁克海文研究的结果。研究人员使用氢离子代替氧气,发现在2000次循环后材料的速度提高并且材料没有降解。

“使用氢气插入来控制磁性并不是新的,但能够以电压驱动的方式,在固态器件中,对磁性能有很好的影响 - 这是非常重要的,”Chris Leighton教授说。在明尼苏达大学。“在一天结束时,通过字面翻转开关控制任何类型的材料功能是非常令人兴奋的。

Leighton补充说:“能够以足够快的速度,足够的周期,以一般的方式做到这一点,对科学和工程来说将是一个巨大的进步。”

那些处于物联网领域的人已经组织了大量的试验,测试和研究,以实现更低的功耗,无论是在网络,传感器还是芯片级别。这里可以看出LPWAN,LoRa和蓝牙低功耗等方面的努力。正如Avnet Abacus的技术经理Martin Keenan 在9月份撰写此出版物时所说的那样,LPWAN目前是“物联网稳定中最黑暗的马匹之一”,但“它的声音将会更多。”

上个月,位于加利福尼亚的创业公司Atmosic Technologies推出了超低功耗芯片平台,旨在使物联网设备“永远连接在任何地方”。“当Wi-Fi处于起步阶段时,我们从未想象它会成为连接数十亿个人和设备的普遍通信,”当时Atmosic首席执行官David Su说。“M2和M3系列的推出标志着实现永久电池寿命的重要一步。”

引入氢离子不是麻省理工学院唯一的低功耗芯片项目。今年2月,麻省理工学院的研究人员构建了一个新的芯片,该芯片采用硬连线方式进行公钥加密,其功耗仅为以前的1/400,并且仅使用十分之一的内存并执行速度提高500倍。这一发展可能会对物联网造成影响,因为嵌入式传感器没有能量和存储空间来执行加密协议。