Elektroniske kredsløb med rekonfigurerbare veje tættere på virkeligheden

Multitasking-kredsløb, der er i stand til at omkonfigurere sig selv i realtid og skifte funktioner, efterhånden som behovet opstår – dette er den lovende applikation, der stammer fra en opdagelse, der er gjort på EPFL og offentliggjort i Natur nanoteknologi . Andre potentielle anvendelser:miniaturisering af vores elektroniske enheder og udvikling af elastiske kredsløb.

Vil det være muligt en dag at omkonfigurere elektroniske mikrochips, som vi vil, selv når de er i brug? En nylig opdagelse af et team hos EPFL antyder det samme. Forskerne har vist, at det er muligt at skabe ledende baner, der er flere atomer brede i et materiale, at flytte dem rundt efter behag og endda få dem til at forsvinde.

Adapterbar elektronik skaber stor interesse i det videnskabelige samfund på grund af de mange anvendelser. Forestil dig et øjeblik, at en enkelt mikrochip var i stand til at udføre opgaverne i flere forskellige kredsløb. For eksempel, et kredsløb tildelt til at behandle lydinformation kunne, når den ikke bruges til dette formål, blive omfordelt til at behandle billeder. Dette ville give os mulighed for at miniaturisere vores elektroniske enheder.

På samme tid, det ville blive muligt at udvikle elastiske kredsløb. Når en mikrochip er beskadiget, den kunne teoretisk set omkonfigurere sig selv, så den stadig kunne fungere ved at bruge de komponenter, der forbliver intakte. "En effektiv måde at holde defekte enheder i gang, når de er på svært tilgængelige steder, som plads, " siger Leo McGilly, artiklens hovedforfatter.

Baggrunden for denne lovende teknologi er såkaldte 'ferroelektriske' materialer, hvori det er muligt at skabe fleksible ledende baner. Disse veje genereres ved at påføre et elektrisk felt på materialet. Mere specifikt, når den elektriske strøm tilføres, visse atomer bevæger sig enten "op" eller "ned, " som er kendt som polarisering. I de senere år har den akademiske verden har observeret, at der dannes ledende baner, som er adskillige atomer brede - kaldet 'vægge' - mellem disse polariserede zoner. Det eneste problem er, at indtil nu, det var umuligt at kontrollere, hvordan disse veje dannes.

Hos EPFL, forskerne viste, at det var muligt at kontrollere dannelsen af ​​vægge på en film af ferroelektrisk materiale, og dermed at skabe veje, hvor de ønskede på givne steder. Tricket ligger i at producere en sandwich-lignende struktur med platinkomponenter på ydersiden og et ferroelektrisk materiale på indersiden. "Ved at påføre elektriske felter lokalt på metaldelen, vi var i stand til at skabe stier på forskellige steder og flytte dem, og også at ødelægge dem med et omvendt elektrisk felt, " siger Mc Gilly. Der blev brugt lavt ledende elektroder til at omgive det ferroelektriske materiale. Det betyder, at ladningen spredes meget langsomt i strukturen, gør det muligt at kontrollere præcis, hvor det anvendes. "Når vi bruger stærkt ledende materialer, ladningen spredes hurtigt og vægge dannes tilfældigt i materialet."

På dette tidspunkt, forskerne har testet deres forskning på isolerede materialer. Det næste trin består i at udvikle en prototype af et rekonfigurerbart kredsløb. Leo McGilly ville gå endnu længere. "Det faktum, at vi kan generere veje, hvor vi vil, kan give os mulighed for i fremtiden at efterligne fænomener, der finder sted inde i hjernen, med den regelmæssige skabelse af nye synapser. Dette kan vise sig nyttigt til at genskabe fænomenet læring i en kunstig hjerne."