2018年2月22日
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让手机不再“热”到罢工 南大教授为电子元件设清凉模式

本报讯(通讯员 齐绮 杨卓宁 记者 耿春晓)天气寒冷,你是否遇到过手机电量充足却被“冻”到关机的情况?相比“冻”到关机,手机“热”到“罢工”的情况更为普遍,让使用者不堪其扰。
  近日,一个由南京大学缪峰教授带领的研究团队研发出了一种“不怕热”的电子元件,并在《Nature Electronics》杂志上发表了成果,展示了二维层状材料异质结构在忆阻器领域中的巨大应用前景。
  据了解,手机、电脑等电子产品中含有大量的运算和存储元件。一般来说,这些电子元件的工作温度均不能超过125℃,一旦超过了这个温度这些元件就会出现计算结果出错和数据丢失的状况。为避免这种情况发生,电子工程师常会在手机和电脑里设置一个高温保护机制——如果温度过高就自动切断电源。手机和电脑中的电子元件在工作时会产生额外的热量,尤其是在玩游戏时,电子元件的高负荷运转会导致其温度迅速升高,最终引发高温保护。
  事实上,电子元件“怕热”的问题一直都在困扰着电子工程师们。例如,在航天航空、军事、地质勘探和石油天然气钻井等行业中,电子元件需要面临更加极端的温度环境,它们被要求能够在300℃以上的高温下稳定工作。由于传统的电子元件都无法在这么高的温度下工作,工程师们往往依赖于冷却系统来为他们进行降温,但额外配置的冷却系统会很大程度上增加成本和能耗。因此,研发“不怕热”的电子元件成为当务之急。
  “我们研究团队研究的这类电子元件叫‘忆阻器’或者‘记忆电阻’。它是一种基于‘记忆’ 外加电压或电流历史而动态改变其内部电阻状态的电阻开关,是一种运算和存储元件。由于拥有超小的尺寸、极快的擦写速度、超高的擦写寿命、多阻态开关特性和良好的CMOS兼容性,忆阻器被业内视为传统运算和存储元件的潜在代替者,以及可应用在未来人工智能技术的重要候选者。”缪峰团队发现,该结构的忆阻器能够在高达340℃的温度下稳定工作并且保持良好的擦写性能。
  缪峰教授团队和南大现代工程与应用科学学院的王鹏教授课题组合作,进行了深入研究。研究结果显示,这类忆阻器在擦写过程中一直被具有超高热稳定性的单晶石墨烯和层状硫氧化钼很好地保护着,保证了高温擦写过程中的稳定性。
  记者了解到,如果把该忆阻器应用于手机和电脑等电子产品中,用户将不用担心温度过高的问题。