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#电子材料周报#自愈传感器,“电子皮肤”不再遥远
发布:lee_9124   时间:2015/11/25 16:41:31   阅读:1089 
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电子材料一周纵览
20151118-20151124
 
电子材料是指以电子为载体、用于制造各种电子元器件和半导体集成电路的材料,包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料以及其他相关材料。电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础。电子材料的质量决定了电子元器件和半导体集成电路的性能好坏,一代电子新材料的出现将促进新一代电子产品的诞生,电子材料的发展一直受到人们的关注和重视。为此,我们推出电子材料周报,为大家呈现电子材料领域最新的研究进展。
 
1、新型磁性半导体材料降低电子产品能耗

Testing new magnetic semiconductor material
 
 
 
南达科塔州立大学的研究人员首次在美国科学研究协会全国性会议上提出一种新型磁性半导体材料研究,有望降低计算机和其他电子器件的能量损耗。
 
Simeon Gilbert对这种能够减小计算机存储数据所需功率的新型磁性半导体材料的结构和磁性进行了测试。这种材料是钴、铁、铬和铝的合金,其中有一部分铝被硅取代。Simeon Gilbert表示,计算机所用材料需要在室温或者高于室温下工作,而他们研制的这种半导体材料在高达538℃的温度下仍能保持磁特性,这对于磁性半导体材料来说是一个巨大的进步。
 
2、制造超低功耗设备的一种方法:谷电流控制

Valley current control shows way to ultra-low-power devices
 
 
 
来自东京大学的Seigo Tarucha教授研究小组发明了一个电气控制谷电流装置,这种装置将一般的荷电流转换为谷电流,并使其通过一个长3.5微米的通道,然后把谷电流转换回能够被检测到的荷电流。研究小组使用了双层石墨烯,夹于两个绝缘层之间,而整个装置被夹在两个导电层之间,可以对谷电流进行控制。这种装置能够在足够长的距离内有效地转移谷电流,并且其工作温度远比预期的高(通常是在4.2 K下,而这次达到了70 K),研究小组表示未来有可能将装置的工作温度提高至室温。
 
与荷电流不同,谷电流是非耗散的,这就意味着在信息转换过程中不会有能量损失。随着现代电子产品中的功耗问题逐渐突出,基于谷电流的装置为未来的超低能耗设备制造指明了一个新方向。
 
相关研究结果已经发表在《Nature Physics》上。论文地址:
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3551.html
 
3、超高磁场中二硫化钼仍保持超导性,打破“泡利顺磁性”定律

Superconductor survives ultra-high magnetic field
 
 
 
超导是指材料电阻为零的一种状态,通常这种现象只存在于低温下,并且在高磁场条件下消失。材料出现超导现象是由于自由电子受低温影响粘连为电子对,而高磁场易破坏电子对之间的弱连接进而使得材料丧失超导性能。
 
最近,来自荷兰格罗宁根大学、奈梅亨大学以及香港大学的物理学家发现二硫化钼在高磁场中仍存在超导现象,原因在于其内部电子对具有高达近百特斯拉的磁场,连接牢固,远远超过实验室提供的37.5特斯拉强度高磁场。奈梅亨大学高强磁场实验室的物理学家Uli Zeitler表示,二硫化钼的这种表现与物理学中所谓的“泡利顺磁性”定律相冲突。
 
相关研究结果发表在《Science》上,论文地址:
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/11/11/science.aab2277
 
4、科学家发明自愈传感器,“电子皮肤”不再遥远

Self-healing sensor brings 'electronic skin' closer to reality
 
 
 
现有的可穿戴传感器易被划伤或遭受其他破坏性伤害,从而破坏其功能。以色列理工学院的研究人员受到人类皮肤可自愈启发,研制出一种可以自愈的传感器,该传感器可以在一天之内完成对自身损伤的修复,有望在“电子皮肤”领域大有作为。
 
该自愈传感器的核心在于一种新的合成聚合物材料,其中还包含高导电性电极和金纳米颗粒,当传感器出现 “电子伤口”时,这种材料便会膨胀以愈合伤口,从而防止电流中断,影响传感器的正常功能。研究人员表示,自愈传感器可作为“电子皮肤”监测人体健康。
 
相关研究结果发表在《Advanced Materials》上。论文地址:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201504104/abstract
 
5、计算机内存新形式:“孤波”

X-ray microscope reveals 'solitons,' a special type of magnetic wave
 
 
 
最近,斯坦福同步辐射光源实验室的研究人员使用X射线显微镜直接观测到了“孤波”——一种传播不受阻力的磁波。科学家也正在探索是否可以使用这种“孤波”来实现计算机内存中的信息传输和存储,使得所需能量更少,并且产生的热量也更少。
 
“孤波”具有很大优势,因为它在穿越磁性材料的过程中是非常稳定的,能保持其形状和强度,就像海啸穿越海洋时能保持其力量和形态一样。而现代电子产品在传输数据的过程中需要更多的能量,同时也导致了电子产品发热升温。
 
因此,“孤波”有望为现代电子产品提供一个新的发展方向。
 
相关研究结果发表在《Nature Communications》和《Physical Review Letters》上。
论文地址:
http://www.nature.com/ncomms/2015/151116/ncomms9889/full/ncomms9889.html
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.127205
 
6、超灵敏纳米传感器助力癌症诊断

Nanotech-based sensor developed to measure microRNAs in blood, speed cancer detection
 
 
 
来自印第安纳普渡大学印第安纳波利斯分校的研究人员开发出一种简单超灵敏纳米传感器,并且该研究小组已经对这种传感器提出了专利申请。这种传感器是一种小型玻璃芯片,将其浸在血液或其他体液样本中就可检测特定的的小分子核糖核酸。
 
这项研究对胰腺癌患者尤其重要,因为很多患者起初并无症状,可能十年或更长时间后才出现症状,届时癌细胞已经扩散到身体其他器官,现有医疗技术已无力回天。该传感器能够准确地检测水平极低的癌症细胞,有利于早期癌症诊断。
 

来源:材料人网
 
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