Новые технологии электропитания на декабрьской IEDM

ПредыдущаяСледующая

В декабре, в соответствии с традицией, пройдет очередная конференция IEDM (International Electron Devices Meeting). Но, вопреки традиции, на нынешней конференции будут рассмотрены вопросы, обычно остающиеся за рамками IEDM: разработки источников электроэнергии. До сих пор в рамках IEDM обсуждался естественный вклад полупроводниковой отрасли в решение глобальной энергетической проблемы - исследования, направленные на сокращение энергопотребление.

Наиболее любопытными разработками источник называет созданный учеными Университета Токио «питающий лист» (power transmisson sheet), и созданный в Корнелльском Университете радиоизотопный КМОП-совместимый пьезоэлектрический генератор электрического тока на нитриде алюминия (AlN), способный питать беспроводной сенсор в течение десятков лет.

Принцип действия радиоизотопного элемента питания был сформулирован достаточно давно и уже нашел себе применение в ряде прототипов, например, в созданной в Рочестерском Университете «батарейке» или в атомном элементе, созданном учеными Корнелльского Университета в 2002 году. Главное новшество – то, что атомная батарейка, созданная четыре года назад, может быть интегрирована в полупроводниковую микросхему. Этого удалось достичь благодаря прогрессу в разработке микроэлектромеханических систем (MEMS) и КМОП-совместимой технологии создания пьезоэлектрических генераторов из нитрида алюминия.

AlN-генератор предоставляет три выходных порта для питания устройства. Немаловажно то, что ученым удалось продемонстрировать безопасность применения тонкой пленки радиоактивного изотопа никеля (Ni-63) для здоровья окружающих микросенсор людей. Группа исследователей отмечает, что для увеличения мощности генератора (аж в 1000 раз) можно было бы использовать пленку Прометия (Pm)-147 или трития, но это было бы уже не столь безвредно для окружающей среды.

Напомним вкратце принцип действия радиоактивных генераторов: радиоактивная пленка излучает ионизированные альфа-частицы, попадающие на микро-консоль из нитрида алюминия, являющегося диэлектриком. По мере накопления заряда на поверхности консоли, её изгиб увеличивается до тех пор, пока не происходит её касание с пленкой и рекомбинация носителей заряда, после чего консоль возвращается в исходное положение. Этот периодический процесс продолжается до тех пор, пока происходит альфа-распад, в данном случае, Никеля-63. А так как нитрид алюминия является еще и пьезоэлектриком, возникающее при изгибе консоли механическое напряжение трансформируется в переменную разность потенциалов, которую и используют для питания электронной схемы.

Помимо такого безопасного, но не очень эффективного в силу своей косвенности способа преобразования энергии альфа-распада, генератор также создает разность потенциалов (на другом выходе) менее опосредованным методом – разделением электронов и дырок на p-n переходе при облучении его бета-частицами (свободными электронами), появляющимися, например, при электронном бета-распаде (нейтрон->протон + электрон + антинейтрино). Несмотря на относительную безопасность, прототип генератора электроэнергии обеспечивает приемлемую энергетическую плотность (105 кДж/куб. м) при времени полураспада Ni-63 в 100,2 года.

«Питающий лист» исследователей Токийского Университета, в свою очередь, является развитием технологий беспроводного питания, некогда ставших центральным сюжетом наших первоапрельских шуточных репортажей. Но в случае с японской разработкой – все серьезно: гибкий лист толщиной 1 мм и массой 50 г разбит на 64 ячейки (8х8), содержащие сенсоры расположения и излучатели, позволяющие обеспечить электропитанием устройства, расположенные на листе. Эффективная площадь излучателей составляет 21х21 см.




Расположение объекта на листе определяется по электромагнитному взаимодействию с помощью органических транзисторов, что позволяет подключать его к источнику питания лишь когда тот находится на соответствующей ячейке. Электроэнергия передается с медных катушек индуктивности, подключаемых пластиковыми MEMS-переключателями (наносимыми на лист методом печати). Сообщается, что эффективность передачи питания составляет 62,3%, а максимальная мощность –29,3 Вт.

15 сентября 2006 Г.

12:56

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Переводить Ирландии 13 млрд евро компания Apple будет с марта по сентябрь текущего года: Apple будет переводить Ирландии деньги до сентября 3

В Австралии двое утопающих были спасены посредством дрона: Дроны в Австралии помогут спасать людей5

В прошлом году в мире на мобильные приложения было потрачено 86 млрд долларов: Среднестатистический пользователь проводит в мобильных приложениях 43 дня в году6

Moto Folio — самый доступный модуль для смартфонов Moto Z: Модуль Moto Folio является чехлом-книжкой4

Iiyama XB2779QQS — 27-дюймовый монитор 5K стоимостью 800 евро: Монитор Iiyama XB2779QQS получил 27-дюймовую панель 5K15

Samsung и LG договорились о поставке гораздо большего количества телевизионных ЖК-панелей: LG поставит Samsung 1 млн телевизионных панелей 13

Частота процессора AMD Ryzen 5 2600 будет на 200 МГц выше, чем у Ryzen 5 1600: CPU Ryzen 5 2600 получит небольшую прибавку к частотам 32

Рынок технологий умных городов будет расти на 11% в год: К 2026 году рынок технологий умных городов достигнет 62 млрд долларов2

Появилось первое изображение смартфона Xiaomi Mi 7: Xiaomi Mi 7 засветился на первом изображении4

Apple позволит пользователям отключить функцию замедления смартфонов iPhone: Функцию замедления iPhone можно будет отключить 125

Команда Apple, которая занимается созданием оригинального видеоконтента, обосновалась в новом офисе в Калвер-Сити: Apple арендует новое здание в Калвер-Сити9

Процессор Core i7-8705G сравнили с GeForce MX150 в современной игре: Core i7-8705G существенно быстрее GeForce MX150 в играх53

Samsung начала массовое производство микросхем GDDR6 плотностью 16 Гбит: Что немаловажно, память GDDR6 потребляет на 35% меньше энергии, так как ее рабочее напряжение составляет 1,35 В против 1,55 В у GDDR561

Внешний аккумулятор Dodocool емкостью 20100 мА•ч может полностью зарядить MacBook: Компания Dodocool представила внешний аккумулятор емкостью 20100 мА•ч с выходной мощностью 45 Вт13

Смартфон Xiaomi Mi Mix 2s могут представить на MWC 2018: Xiaomi уже подтвердила, что она проведет свою пресс-конференцию 26 февраля2

Первая партия смартфонов Meizu M6s получит логотип mBlu: В продажу новинка поступит 19 января по цене от 155 долларов1

Полноэкранный смартфон AllCall Mix 2 получил Helio P23 и 6 ГБ ОЗУ: Даты начала продаж у смартфона пока нет17

Поставщики комплектующих для iPhone ожидают снижение уровня заказов в первом квартале 2018: Некоторые поставщики планируют временно остановить производство в феврале этого года, отправив сотрудников на недельные каникулы29

Поставки игровых ноутбуков в этом году увеличатся не более, чем на 10%: В Юго-Восточной Азии, Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе Asustek и MSI по объему поставок являются лучшими производителями игровых ноутбуков

Sony представит новые смартфоны 26 февраля 2018: В этом году выставка Mobile World Congress 2018 пройдет в Барселоне с 26 февраля по 1 марта26

Складной смартфон ZTE Axon M выпустят в Европе в первом квартале 2018: Более интересной для наших читателей станет информация о том, что устройство также будет выпущено на территории Европы3

Apple вложит в экономику США 350 млрд долларов в последующие пять лет: Apple рассказала, как будет инвестировать в экономику США 34

Samsung представила однокристальную систему Exynos 7872: SoC Exynos 7872 всё-таки содержит GPU Mali-G71 MP115

Смартфон Samsung Galaxy On7 Prime (2018) не получил экрана AMOLED, но может предложить неплохие параметры: Смартфон Samsung Galaxy On7 Prime (2018) оценили в 200 долларов3

194
-

iXBT TV

  • Обзор автомобиля Mercedes-Benz E 220 d 4Matic All-Terrain Luxury: полноприводный внедорожный универсал

  • Обзор складной гладильной системы MIE Maxima: утюг, отпариватель для одежды и гладильная доска

  • Обзор недорогого Full HD DLP-проектора BenQ W1050 для домашнего кинотеатра

  • Процессор Intel с графикой AMD, экраны любой формы и размера

  • Критическая уязвимость Intel, разбор Apple iMac Pro, Dell XPS 13 стал тоньше

  • Обзор компактной беспроводной колонки JBL Playlist с поддержкой Chromecast

  • Обзор игрового IPS-монитора LG 34UM69G с соотношением сторон 21:9

  • Обзор блока питания Aerocool P7-750W Platinum с гибридной системой охлаждения

  • Apple специально замедляет старые iPhone, VR-революция, крошечный телефон

  • Обзор широкоугольного объектива Canon EF 35 mm F1.4L II USM

  • Обзор робота-пылесоса Kitfort KT-516 со сменными уборочными блоками

  • iMac Pro за $13 000, космический туризм, клавиатурные шпионы от HP

Календарь

сентябрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

-