Pesquisadores da Universidade de Bristol criaram um novo tipo de relé nanoeletromecânico para permitir uma memória confiável e não volátil de alta temperatura.
O trabalho, relatado na Nature Communications, foi realizado em colaboração com a Universidade de Southampton e o Royal Institute of Technology, Suécia.
A invenção é um desenvolvimento importante para veículos e aeronaves elétricos que requerem eletrônica com armazenamento de dados integrado que pode operar em temperaturas extremas com alta eficiência energética.
À medida que a corrente de fuga do transistor aumenta com a temperatura, os relés nanoeletromecânicos emergem como uma alternativa promissora aos transistores para essas aplicações. No entanto, até agora, um relé não volátil confiável e escalável que retém seu estado quando desligado, para implementar memória, não foi demonstrado.
O Dr. Dinesh Pamunuwa, que lidera um grupo que realiza pesquisas no campo da Microeletrônica na Universidade de Bristol e é o principal investigador, explica: “Parte do desafio é a maneira como os relés eletromecânicos operam; quando acionado, um feixe ancorado em uma extremidade se move sob uma força eletrostática. À medida que o feixe se move, o intervalo de ar entre o eletrodo de atuação e o feixe diminui rapidamente enquanto a capacitância aumenta. Em uma tensão crítica chamada tensão de tração, a força eletrostática se torna muito maior que a força da mola oposta e o feixe se encaixa. Essa instabilidade eletromecânica inerente torna difícil o controle preciso do feixe em movimento, crítico para operações não voláteis.
Agora, porém, o Dr. Pamunuwa e a equipe demonstraram um relé rotacional que mantém um intervalo de ar constante à medida que o feixe se move, eliminando essa instabilidade eletromecânica de tração.
Utilizando este relé, eles conseguiram demonstrar a primeira operação de relé nanoeletromecânico não volátil de alta temperatura, a 200 °C.
Dr. Pamunuwa disse: “Este é um desenvolvimento realmente importante, à medida que aumenta a necessidade de desenvolver tecnologia que reduz nossa dependência de combustíveis fósseis. Essa operação de relé é um passo significativo no desenvolvimento de eletrônicos para veículos totalmente elétricos e mais eficientes em termos energéticos. aeronaves, bem como para criar nós inteligentes de energia em modo de espera zero para a IoT”.
“Os eletrônicos construídos a partir de nano relés em vez de transistores podem funcionar em temperaturas muito mais altas e, ao mesmo tempo, ter energia zero em espera. Qualquer sistema eletrônico digital precisa de lógica e memória, e esse relé facilita a criação de memória baseada em relé que retém o estado armazenado quando energizado. mantendo um intervalo de ar constante à medida que o relé alterna, permite um controle eletrostático muito preciso e melhora muito a confiabilidade”. Conclui Dr. Pamunuwa.
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