Для расширения границ возможностей микроэлектроники для растущих запросов человечества нужны новые компоненты, способные работать как при экстремально низких температурах, так и при экстремально высоких. В первом случае открывается возможность сопряжения классических компьютеров и квантовых платформ. Во втором — появляется путь к работе на экстремальных глубинах, на гиперзвуке и в космосе, например, в системах управления двигателями ракет. И это важно.

Источник изображения: University of Pennsylvania via TechXplore.com

Группа учёных из Пенсильванского университета опубликовала в журнале Nature Electronics статью, в которой сообщила о разработке и создании прототипа сегнетоэлектрической энергонезависимой памяти (ferrodiode), способной работать при нагреве до 600 °C в течение 60 часов подряд.

Эта память важна для сочетания с электроникой на основе карбида кремния, который в теории тоже способен выдерживать рабочие температуры до 600 °C включительно. Теоретический предел работы кремниевой электроники составляет 125 °C. Логика на карбиде кремния в сочетании с только что представленной памятью на сегнетоэлектрических диодах позволит создавать относительно производительные вычислительные платформы и даже платформы с ИИ для спуска оборудования на глубину до 100 км под поверхность земли или для работы на поверхности той же Венеры.

Созданный в Университете Пенсильвании 45-нм прототип сегнетоэлектрической энергонезависимой памяти представляет собой синтезированное соединение AIScN (l0.68Sc0.32N). Экспериментальная ячейка памяти была протестирована в лаборатории при нагреве до 600 °C и оставалось работоспособной с напряжением питания ниже 15 В (сохраняла данные после снятия внешнего электрического поля). При этом элемент памяти демонстрировал «быстрое» переключение между состояниями, обещая производительную работу в составе будущих высокотемпературных микроэлектронных решений.

До недавних пор имеющийся у Pixel 8 Pro датчик температуры был ничем иным, как рекламной уловкой для привлечения внимания. Google ясно дала понять, что его можно использовать только для измерения температуры объектов, но не людей, так как на то нет необходимых разрешений американского медицинского ведомства FDA. Но теперь Google заявила, что смартфон может измерять температуру тела человека через приложение Thermometer.

Источник изображения: Android Authority

Компания назвала эту опцию «функцией медицинского уровня», что говорит о получении разрешения FDA. Пользователи Pixel 8 Pro могут просканировать с помощью смартфона свой лоб, чтобы измерить температуру тела. Результаты измерений можно сохранять в своём профиле Fitbit для «более глубокого понимания» своего здоровья и самочувствия.

Недавний опрос на сайте Android Authority показал, что пользователи Pixel 8 Pro не так уж и часто используют эту функцию для измерения своей температуры. Большинство читателей сайта сообщили, что попробовали сделать это пару раз, а потом забыли об этом. Как утверждает Android Authority, его специалисты ранее тестировали датчик температуры Pixel 8 Pro с промышленным термометром и обнаружили, что его показания сильно колебались и в большинстве случаев были неточными. Android Authority планирует ещё раз проверить точность измерений с помощью Pixel 8 Pro, справедливо полагая, что если датчик действительно правильно измеряет температуру человека, люди будут пользоваться этой функцией чаще.

Учёные Токийского университета изобрели температурный датчик нового типа — он устанавливается на пластиковой подложке и позволяет контролировать температуру по всей площади микросхемы, а не только в отдельных критически важных её частях, как это устроено сегодня.

Источник изображений: u-tokyo.ac.jp

Современные электронные компоненты уменьшаются в размерах, но наращивают свою мощность, существенно обостряя проблему нагрева. Очевидные решения с вентиляционными отверстиями и активным охлаждением всё меньше подходят для отдельных сценариев — сегодня тепловые эффекты приходится учитывать ещё на этапе проектирования схем наравне с такими аспектами как электромагнитные помехи и целостность сигнала.

Традиционным решением является установка термодатчиков на потенциально самых горячих и критически важных участках — их проблема в том, что они позволяют контролировать тепловыделение лишь точечно, не всегда давая полную картину. Не спасает и моделирование: его эффективность снижается при малых масштабах компонентов, и ему поддаются не все условия работы. В качестве альтернативы учёные Токийского университета предложили плёночный термодатчик, который не оказывает существенного влияния на механические свойства микросхемы и позволяет контролировать тепловую картину по всей её площади.

Большинство традиционных термодатчиков основано на эффекте Зеебека — возникновении ЭДС в месте контакта двух разнородных проводников различной температуры. Появляющийся при этом поток электронов пропорционален перепаду тепла и поддаётся измерению. В основе предложенного японскими учёными термодатчика лежит другое явление — поперечный эффект Нернста — Эттингсгаузена. Он тоже предполагает преобразование тепла в электричество, но имеет термомагнитную природу и работает в плоскости, перпендикулярной температурному градиенту: на пластиковую плёнку наносятся материалы на основе железа и галлия, позволяя получить термодатчик с плоской поверхностью. На схемах датчика также возникает эффект Зеебека с более высокой ЭДС, но особая схема расположения элементов позволяет его подавить. Этот термодатчик гибкий, и его можно адаптировать под схему любой формы.

Подобный компонент позволяет осуществлять тепловой мониторинг цепи, продлевая тем самым срок службы всего устройства. Он пригодится не только для электроники, но и, например, в медицинских системах, где поможет создавать тепловые карты человеческого тела для диагностики.