后危機時代,傳統電子組件迎來創新與變革
經過近些年發展,超級電容的體積越做越小,品質越來越穩定,性能越來越像電池。目前,5F以上的超級電容已經開始應用于許多便攜式和手持式產品中,有些甚至替代了電池。在汽車領域更是發展迅猛,由于充電時間短,電解質材料環保等因素,很多制造商對超級電容作為混合動力汽車的電力能源來源寄予厚望,希望超級電容早日從概念車上轉至通用車輛中。
本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/99659.htm近期麻省理工學院實驗室的數據表明,在未來幾年內,超級電容的能量儲存能力將出現質的飛躍。目前的超級電容產品放電速度是傳統電池的10倍,而能量儲存能力在體積相同的條件下則只有后者的50%。這一不利局面將在未來幾年內得到扭轉。屆時,超級電容將真正進入一個更為廣闊的應用領域。
隱藏在電路中多年的第四類元件——憶阻器
兩篇時隔三十七年的論文
基礎電子學教科書列出了三種基本的電路元件:電阻器、電容器和電感器。現在隨著第四類元件的發現與證實,傳統的觀念正在發生轉變。
早在1971年,美國加州大學伯克利分校的華裔科學家蔡少棠教授就發表了題為《憶阻器:下落不明的電路元件》的論文,論文指出,除電容、電感和電阻之外,電路中還應該存在第四種基本元件——憶阻器。這篇論文提供了憶阻器的原始理論架構,推測電路有天然的記憶能力,即使電力中斷亦然。概括來說,憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻。通過控制電流的變化可改變其阻值,如果把高阻值定義為“1”,低阻值定義為“0”,則這種電阻就可以實現存儲數據的功能。不過這一發現在當時并未引起重視。因此,就像這篇論文的標題一樣很快就“下落不明”了。
一隔近40年,憶阻器的存在一直無人去證實。直到去年,來自惠普實驗室下屬的信息和量子系統實驗室的4位研究人員,證實了憶阻現象在納米尺度的電子系統中確實是天然存在的,他們以《尋獲下落不明的憶阻器》為論文標題來呼應蔡教授的預測。在這樣的系統中,固態電子和離子運輸在一個外加偏置電壓下是耦合在一起的。這一發現可幫助解釋過去50年來在電子裝置中所觀察到的明顯異常的回滯電流—電壓行為的很多例子。
研究人員表示,憶阻器器件的最有趣特征是它可以記憶流經它的電荷數量。蔡教授原先的想法是:憶阻器的電阻取決于多少電荷經過了這個器件。讓電荷以一個方向流過,電阻會增加;如果讓電荷以反向流動,電阻就會減小。簡單地說,這種器件在任一時刻的電阻是時間的函數———或多少電荷向前或向后經過了它。這一簡單想法的被證實,將對信息技術科學產生深遠的影響。
憶阻器將變革存儲方式
科學家指出,只有在納米尺度上,憶阻的工作狀態才可以被察覺到。憶阻器最簡單的應用就是構造新型的非易失性隨機存儲器,或當計算機關閉后不會忘記它們曾經所處的能量狀態的存儲芯片。電腦會回到你關閉時的相同狀態。同樣原理,憶阻器可讓手機在使用數周或更久時間后無需充電,也可使筆記本電腦在電池電量耗盡后很久仍能保存信息。憶阻器也有望挑戰目前數碼設備中普遍使用的閃存,因為它具有關閉電源后仍可以保存信息的能力。利用這項新發現制成的芯片,將比目前的閃存更快地保存信息,消耗更少的電力,占用更少的空間。概括一下憶阻器的應用前景:如果憶阻器夠快,那么DRAM、Flash進博物館;如果憶阻器成本夠低,那么溫徹斯特硬盤就得進博物館。











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