表征压电材料,实现更快计算

日期:2014-02-17
 
作者:Markys Cain教授,国家物理实验

由于半导体晶体管的性能十年的停滞,自2003年以来,计算处理能力并没有实现超过几个百分点的增加。现在,一个新的欧洲研究项目看起来可加快革命性电子产品的商业化进程,终于可以提供更快、更可靠、更加环保的计算。
Nanostrain项目的目的是促进纳米级压电材料受控应变产生的商业机会(即改变材料的形状,或响应施加电压的“应变”)。这些材料做出来的晶体管可以在今天的CMOS等效电压的十分之一下工作,因为它们可以消耗低于100倍的电力。
以更高速度开发基于硅的计算机元件的努力已经达到了一个上限。当然还有其他的解决方案,其中包括碳纳米管和石墨烯。但是,由于压电材料已经知道了很长时间(约100年),它们受益于更多基础科学的理解,商业研究和开发团队已开始利用这些成果。
在这些领域的进展依赖于新的和更精确测量的发展和最佳实践,以更好地了解这些材料是如何工作和如何可以加以利用。为了解决这个“最后一块拼图”的问题,Nanostrain汇集了欧洲国家实验室、世界一流的科研仪器设施和商业公司,为客户提供纳米级准确的压电材料的应变的高精度测量,并随后带动未来商业化的新一代电子器件。
利用各种新颖的技术,Nanostrain项目将为工业相关高应力和电场条件下的纳米应变的表征开发新的工具。如果Nanostrain项目获得成功,并有助于提出目前正在开发中的新技术,普通的电脑或笔记本电脑用户就可以享受丰富的好处伴随更高的处理能力。这些包括更快的互联网接入、降低设备重量、更长的电池寿命和更低的能耗。
除了这些性能改进,对于大型行业用户也有助于进军目前占全球能源总使用量1%的碳排放量的数据场的潜力。利用在未来十年这些纳米应变压电材料所提供的节能潜力,可以实现削减这种能量消耗五倍甚至更多的机会。
我们的遍及欧洲的方法可以确保更好的协作,建立在现有的基础设施(如压电研究所和分布在整个欧洲的专家)之上的东西,而不能仅仅通过一个商业组织来实现。
这项工作是由欧洲计量研究发展计划(EMRP)项目IND54 Nanostrain资助的。EURAMET和欧共体之内的参与国家联合资助了EMRP。
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