可重构导电通路的电子线路板即将诞生!
是否有一天,只要我们需要,甚至在我们正使用电子微芯片同时,我们也能重新配置电子微芯片呢?洛桑联邦理工学院一个研究小组最近就在进行这方面的研究。研究者证实在一种物质中开创像几个原子一样宽的导电线路,让它们随意移动,甚至让它们消失都是有可能的。最近发表在Nature Nanotechnology上一篇文章论述了该项研究。
由于应用广泛,此研究引起了科学界的强烈关注。想象一下,单个微芯片即可完成几种不同电路可实现的任务。比如,一个处理声音信息的电路在不用作该项功能时,就用它来处理图像。这样我们就能够将我们电子设备微型化。
与此同时,开发可复原电路也变得有可能。微芯片无论何时被破坏,在理论上它都能够自我重组,这样它还是能够正常工作,从而使得该设备完好无损。该篇文章的第一作者Leo McGilly说:“在一些难以到达的地方,比如在宇宙,这是一个保证设备在发生故障时能够继续工作很有效的方法。”
这项具有前景的技术基于铁电材料,对其外加电场,能够在该材料内能形成柔性导电通路。更具体点说,就是当电流流过,某些原子就或向上或向下移动,这称之为极化。近几年,学术研究观察到:这些导电通路有几个原子宽,它们形成于极化区域之间,被称为“壁”。难度在于,直到现在,仍无法控制这些通路的形成方式。
在洛桑联邦理工学院,研究人员证实在铁电薄膜材料上有可能控制“壁”的形成,这样,就能在指定的位置创建导电通路。方法就是让铁电材料在里面,铂材料在外面,制作成类似三明治的结构,“ 通过对金属部分施加电场,我们能够在不同的位置导电通路且能移动它们,也能用反向电场破坏它们,”Mc Gilly如是说。用低电导率电极包裹铁电材料,这意味着电荷在该结构中扩散很慢,即可实现对施加电场位置的精确控制。“当我们使用高电导率电极时,电荷扩散迅速,壁会在材料内部随机形成。”
关于这一点,研究人员已经对独立的材料进行了测试。下一步就是开发一个可重构的线路模型。Leo Mc Gilly将做进一步的研究。“我们能在的任何我们需要的地方创建导电通路,这使我们可以通过构建常规的新的神经突触来模拟在大脑中产生的未来现象,这同时也证明它可以在人造大脑重建学习现象过程中发挥作用。”
新材料在线编译整理—— 翻译:王冰,校对:feline
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