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浅析磁翻板液位计在生产微芯片中独特方法

来源:作者::发表时间:2019-08-29 18:27:10

        伯克利实验室和加州大学伯克利分校的科学家最近在热光电效率方面取得了另一项突破,这可能为超轻型发动机打开大门,并有可能为无人机提供动力。
 
在过去的15年中,使用磁翻板液位计技术将热量转化为电能的效率 - 一种可以使无人机和其他无人驾驶飞行器连续工作多天的超轻型替代能源 - 已经达到了23%的障碍。
 
由研究对象作者Eli Yablonovitch领导的研究小组最近发现,附着在光伏电池背面的高反射镜能够反射低能量的红外光子,以重新加热热源,从而提供第二次机会能量光子合成并产生电能。
 
这一创新发现于2019 年7月16 日发表在美国国家科学院院刊上,使科学家们能够将热光伏发电的效率提高到创纪录的29%。
 
Yablonovitch是加州大学伯克利分校的电子工程和计算机科学教授,也是伯克利实验室材料科学部的高级教员科学家。他说,这项研究的基础是他和他的学生在2011年发表的研究。2011年的研究发现,提高太阳能电池效率的解决方案是以违反直觉的方式,通过外部提取来自强烈内部发光光子气体的光。
 
能够将多种功能集成到单个微芯片中是一项值得注意的突破,旨在完善将推动物联网的微型磁翻板液位计。KAUST科学家成功地将能量收集,传感,电流整流和储能操作结合到一个微芯片中。
 
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此前,研究人员不得不使用笨重的整流器将间歇收集的电能转换为稳定的直流电,以便储存在磁翻板液位计微电容器中。
 
Hota描述了将所有东西组合成一个芯片的方法是使用氧化钌(RuO 2)作为连接微电路中所有器件的公共磁翻板液位计。该团队可视化各种应用,从直接从人体检查个人健康指标到工业和环境感知。
 
将RuO 2触点放置在硅或玻璃基板上,以将能量收集,感测和磁翻板液位计件与一个或多个可以存储电能的电化学微电容器连接。这形成了一个微型系统,可以在没有任何电池电源的情 取而代之的是,它使用可用的机械振动或身体运动作为可靠和恒定的能量来源。
 
“ 与电池不同,电化学微电容器可以持续数十万次,而不仅仅是几千次,”Hota强调说。它们还可以从特定体积提供相当高的功率输出。
 
制造适合于连接所有磁翻板液位计的电极材料的解决方案是制造具有缺陷,受控粗糙度和导电性的最佳二氧化钌表面。这些特性使团队可以将RuO 2用于电化学微电容器和电子设备。
 
另一个重要的突破是使用凝胶,在施加后,硬化成超级电容器的电解质。这是以离子形式传送电荷的材料。凝固的凝胶用于避免对薄膜晶体管和整流器的任何损坏。
 
该团队目前致力于进一步增强RuO 2电极,并研究将多种不同类型的磁翻板液位计连接到芯片中。他们还希望探索将无线通信结合到设备中。这将使环境传感器和生物传感器能够远程传输数据到任何无线接收器,例如个人计算机和移动电话。
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