电子电路,计算和存储信息包含数以百万计的微小的开关控制电流的流动。更深入的了解这些小交换机的工作可以帮助研究人员推动现代计算的前沿。
现在科学家们首次内部快照的原子移动其中一个开关打开和关闭。除此之外,他们发现了一个短暂的国家内的开关,可能有一天被利用更快和更节能的计算设备。
研究小组从能源部SLAC国家加速器实验室、斯坦福大学,惠普实验室,宾州州立大学和普渡大学发表的论文中描述他们的工作欧洲杯线上买球今天。
“这项研究是超快的突破技术和科学,”欧洲杯线上买球SLAC科学家和合作者Xijie王说。”这是研究人员第一次使用超快电子衍射,可以检测出微小的原子运动材料的散射一个强大的束电子样本,观察电子设备运作。”
捕获循环
对于这个实验,团队专门设计的微型电子开关由二氧化钒,一个典型的量子材料的能力改变绝缘和导电状态之间来回在室温附近可以利用未来计算的一个开关。材料在brain-inspired计算中也有应用,因为它能够创建电子脉冲,模拟人类大脑的神经冲动了。
研究人员利用电脉冲之间来回切换这些开关绝缘和导电状态而采取快照显示微妙的变化在他们的原子排列十亿分之一秒。这些快照,用线性超快电子衍射的相机,MeV-UED,串在一起来创建一个分子原子运动的电影。
“这超速摄像头可以看里面的材料,采取快照的原子迁移大幅脉冲电励磁,”调查员与合作者亚伦Lindenberg说斯坦福原材料和能源科学研究所(西梅斯)在线性和教授斯坦福大学材料科学与工程系欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球。”与此同时,它还衡量材料的电子性质随时间的变化。”
用这个相机,研究小组发现了一种新的,材料内的中间状态。这材料响应时创建一个电脉冲通过切换从绝缘导通状态。
“绝缘和导电状态原子安排,稍有不同,通常需要能量从一个到另一个,“SLAC科学家和合作者Xiaozhe沈说。“但转换发生在这中间状态时,开关可以发生原子排列没有任何变化。”
原子运动的一个窗口
尽管只有少数上百万的中间状态的存在,它是由缺陷稳定材料。
跟进这个研究团队正在研究如何在材料工程师这些缺陷使这个新国家更加稳定持久。欧洲杯足球竞彩这将允许他们设备的电子开关可能发生没有任何原子运动,这将运行速度更快,需要更少的能量。
”结果显示电切换数以百万计的周期的鲁棒性和识别可能的限制这类设备的切换速度,”合作者Shriram拉马纳坦说,普渡大学的教授。“微观现象的研究提供了宝贵的数据,发生在设备操作,为将来设计电路模型是至关重要的。”
合成材料的研究也提供了一种新方法,在自然条件下不存在,允许科学家观察在超快时间尺度,然后可能调整它们的欧洲杯足球竞彩属性。
“这个方法给了我们一个新的观看方式设备功能,打开一个窗口来观察原子移动,“作者和西梅斯研究员Aditya Sood说。“这是令人兴奋的把思想从传统截然不同的电气工程领域的科学和超快的。欧洲杯线上买球我们的方法将使创建下一代电子设备,可以为数据密集型满足世界不断增长的需求,智能计算。”
MeV-UED是拼箱的用户的仪器设备,由线性代表美国能源部科学办公室资助这个研究。欧洲杯线上买球
来源:http://www.slac.stanford.edu