2004年6月3
虽然电子设备内部的内存可能会比我们的更可靠的,随着时间的推移也会加重。
现在的一组科学家威斯康星大学麦迪逊分校和美国能源部的阿贡国家实验室可以理解为什么。结果发表在6月6日版的《华尔街日报》自然材料亚博网站下载。
智能卡,蜂群内手表甚至超声波机器所有利用铁电体,一个家庭可以保留信息的材料,以及将电脉冲转换成听觉或光信号,反之亦然。亚博网站下载
对这些材料“整洁的,他们有内置电子存储器,不需要任何权力亚博网站下载,”保罗•埃文斯解释一个威斯康辛大学麦迪逊分校材料科学和工程学助理教授最近的一篇论文的合著者。亚博老虎机网登录
但是有一个问题阻止这些材料被广泛用于其他技术,包括计算机。亚博网站下载埃文斯说,“最终他们放弃工作。”
铁电体的能力来存储信息驻留在他们的原子排列结构每持有一个比特的信息。这个信息更改每次材料接收脉冲的电力,基本上切换的原子排列。
然而,每个电脉冲——结构和相应的变化逐渐减少这些材料存储和检索信息的能力,直到他们忘记的信息或者完全退出切换。亚博网站下载埃文斯说,“它可以开关10000年甚至数百万次,然后停止工作。“工程师称之为疲劳问题。
与几乎没有证据表明发生了什么结构的铁电体材料的记忆迷彩服,埃文斯和他的同事们决定看看这个材料的原子排列,内部由电脉冲控制,切换操作设备。
“我们想了解这开关我们可以构建开关速度和持久的东西之前,穿出去,”埃文斯说。
创建一个详细的图片里面的原子重新排列自己如何操作设备在每个电脉冲,研究者使用了先进的光子源——这个国家最杰出的研究x射线源,位于阿贡国家实验室——测量原子的位置的变化。通过观察原子改变了立场,研究人员可以了解物质交换,或记住信息。
”与x射线的一个优势是他们深入渗透到材料的能力,这就是为什么他们是如此广泛应用在今天的医疗成像,”埃里克•艾萨克斯表示阿贡国家实验室的主任亚博网站下载纳米材料中心亚博网站下载同时论文的合著者之一。“利用这个属性的x射线,(我们)能够透过金属电极层为了研究铁电疲劳在实际操作设备。”
他补充说,高亮度的先进的光子源允许研究人员聚焦x射线前所未有的小尺寸。
x射线显示,研究人员反复脉冲设备,逐步的大区域设备停止工作,表明原子被切换结构越来越少。
“50000开关后,原子被困——他们无法开关了,”埃文斯说,补充说,一个更强大的电荷并把原子运动。
当研究者使用高电压的电力从一开始,开关停止了100次后,报道。在这种情况下,应用更强脉冲没有区别。
“高电压,材料不能切换,因为有些事情已经改变了对材料本身,”埃文斯说。“当你使用更大的电压,这不仅仅是停止工作的转换,但更根本的。”
因为以前的研究者没有偷偷看了里面的铁电材料,理解他们的工作安排原子-召回信息的能力的关键原因最终停止切换并没有明确指出。亚博网站下载
“电子记忆存储在原子的结构,这就是为什么它是如此重要的结构是什么样子,”埃文斯解释道。通过这些设备内部,他说工程师可以开始理解为什么原子停止开关,然后制造商可以开始设计更好的设备。
这个承诺,埃文斯说,“不是很好,有一台电脑,不会忘记当你关掉这是做什么?”
其他研究人员参与的工作包括Chang Beom加工这样说道,董敏金和论文的第一作者,Dal-Hyun,来自威斯康辛大学麦迪逊分校,从密歇根大学的埃里克·。
美国的第一个国家实验室,阿贡国家实验室进行基础和应用科学研究范围很广的学科,从高能物理气候学和生物技术。自1990年以来,阿贡曾与600多家公司和众多联邦机构和其他组织,帮助推动美国的科学领导和准备未来的国家。阿贡的芝加哥大学为美国能源部的科学办公室亚博老虎机网登录。
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