通信技术 铁镓磁电芯片技术为新一代更高效的计算设备带来了可能
【通信技术|铁镓磁电芯片技术为新一代更高效的计算设备带来了可能】使荧光灯嗡嗡作响的特性可以为新一代更高效的计算设备提供动力，这些设备用磁场而不是电来存储数据 。由密歇根大学研究人员领导的一个团队已经开发出一种材料，它的 "磁致伸缩性 "至少是同类材料的两倍，而且成本远远低于其他材料 。除了计算之外，它还可以为医疗和安全设备带来更好的磁传感器 。
文章图片
当一种材料的形状和磁场相联系时，就会发生磁致伸缩，也就是说，形状的改变会导致磁场的改变 。这一特性可能是被称为磁电的新一代计算设备的关键 。磁电芯片可以使从大型数据中心到手机的所有东西都更加节能，削减世界计算基础设施的电力需求 。
该材料由铁和镓组合而成，在今天（2021年5月12日）发表在《自然通讯》上的一篇论文中作了详细介绍 。该团队由麻省理工学院材料科学与工程教授John Heron领导，包括来自英特尔、康奈尔大学、加州大学伯克利分校、威斯康辛大学、普渡大学和其他地方的研究人员 。
磁电设备使用磁场而不是电力来存储二进制数据的数字1和0 。微小的电脉冲使它们略微膨胀或收缩，将它们的磁场从正向翻转为负向，反之亦然 。因为它们不需要像今天的芯片那样需要稳定的电力流，所以它们使用的能量只是一小部分 。
今天的大多数磁致伸缩材料使用稀土元素，这些元素太稀缺，成本太高，无法用于计算设备所需的数量 。但Heron伦的团队已经找到了一种方法，从廉价的铁和镓中“哄骗”出高水平的磁致伸缩性 。通常情况下，铁镓合金的磁致伸缩性会随着镓的加入而增加 。但是，当更多的镓开始形成一个有序的原子结构时，这些增加会趋于平稳，并最终开始下降 。因此，研究小组使用了一种称为低温分子束外延的工艺，基本上将原子冻结在原地，防止它们随着更多镓的加入形成有序的结构 。
通过这种方式，Heron和他的团队能够将材料中的镓的数量增加一倍，与未修改的铁镓合金相比，磁致伸缩性增加了10倍 。
"低温分子束外延是一种极其有用的技术--它有点像用单个原子进行喷漆，"Heron说 。"而将材料'喷绘'到一个在施加电压时轻微变形的表面上，也使得测试其磁致伸缩特性变得容易 。该研究中制作的磁电设备有几微米大小--按计算标准来说是很大的 。但是研究人员正在与英特尔合作，寻找方法将它们缩小到更有用的尺寸，以便与该公司的磁电自旋轨道设备（或MESO）计划兼容，其目标之一是将磁电设备推向主流 。
虽然使用这种材料的设备可能还要等几十年，但Heron的实验室已经通过密歇根大学技术转让办公室申请了专利保护 。
访问:
阿里云 - 最高1888元通用代金券立即可用
推荐阅读
- 通信技术 轮值董事长徐直军：华为2009年已开始研究5G
- 通信技术 中国广电计划5G 700MHz网络两年全覆盖
- 通信技术 各方热议6GHz频谱使用，主流观点：用于5G最合适
- 通信技术 高通、博通、联发科已开始研发Wi-Fi 7芯片 问世还需2-3年
- 通信技术 Wi-Fi共享项目亚马逊Sidewalk本月正式启用
- 通信技术 取代TCP：工程师宣布QUIC协议已完成RFC 9000发布
- 通信技术 终端保有量超10亿台 中国北斗产业总值到2025年将达万亿元
- 通信技术 被华为云搅动的市场中，谁掉队了？
- 通信技术 亚马逊和谷歌签下以色列云服务建设合同 价值10亿美元
- 通信技术 巴塞罗那MWC21下月如期而至：GSMA称将有3.5万至5万人到场