पावर/परफॉर्मेंस बिट्स: 16 नवंबर

प्रकाश उत्सर्जक स्मृति
नेशनल ताइवान नॉर्मल यूनिवर्सिटी और क्यूशू यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं का प्रस्ताव है 'प्रकाश उत्सर्जक स्मृति' एक पेरोव्स्काइट पर आधारित है जो डेटा को एक साथ संग्रहीत और दृश्य रूप से प्रसारित कर सकता है। टीम ने इस विचार का उपयोग प्रतिरोधक रैम (आरआरएएम) के साथ किया, जिसमें उच्च और निम्न प्रतिरोध की स्थिति एक और शून्य का प्रतिनिधित्व करती है।

नेशनल ताइवान नॉर्मल यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर चुन-चीह चांग ने कहा, "प्रतिरोध की जांच करने और आरआरएएम से शून्य और एक को पढ़ने के लिए आवश्यक विद्युत माप समग्र गति को सीमित कर सकते हैं।" “हाल ही में, इस समस्या को दूर करने के लिए, प्रकाश उत्सर्जक यादें नामक कुछ विकसित करने के लिए आरआरएएम को एलईडी के साथ जोड़ा गया है। इस मामले में, एलईडी चालू है या बंद है, इसकी जांच करके भी डेटा पढ़ा जा सकता है। यह अतिरिक्त ऑप्टिकल रीडिंग बड़ी मात्रा में जानकारी ले जाने के लिए नए मार्ग भी खोलती है।

हालाँकि, ऐसे उपकरण का निर्माण कठिन साबित हुआ है। टीम ने सीज़ियम लेड ब्रोमाइड (CsPbBr3) से युक्त एक पेरोव्स्काइट की ओर रुख किया और दिखाया कि डेटा को आरआरएएम के रूप में कार्य करने वाले पेरोव्स्काइट उपकरणों में से एक में विद्युत रूप से लिखा, मिटाया और पढ़ा जा सकता है। इसके साथ ही, दूसरा पेरोव्स्काइट उपकरण उच्च संचरण गति के साथ प्रकाश उत्सर्जक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के रूप में काम करके प्रकाश उत्सर्जन के माध्यम से डेटा को लिखा जा रहा है या मिटाया जा रहा है, इसे ऑप्टिकली प्रसारित कर सकता है।

नेशनल ताइवान नॉर्मल यूनिवर्सिटी के या-जू ली, जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व भी किया, बताते हैं, "संपर्कों के बीच सिर्फ एक पेरोव्स्काइट परत का उपयोग करके, हम एक उपकरण बना सकते हैं जो आरआरएएम और प्रकाश उत्सर्जक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल दोनों के रूप में काम करता है।" "तेज, विद्युत रूप से स्विच करने योग्य आयनिक गति का लाभ उठाकर, जो पेरोव्स्काइट की एक परत में इस दोहरी कार्यक्षमता को सक्षम बनाता है, हम दो उपकरणों को एक साथ जोड़ने और एक पूर्ण-अकार्बनिक पेरोव्स्काइट प्रकाश उत्सर्जक मेमोरी विकसित करने में सक्षम थे।"

इसके अतिरिक्त, शोधकर्ताओं ने प्रकाश-उत्सर्जक मेमोरी में दो उपकरणों के लिए दो अलग-अलग आकारों के पेरोव्स्काइट क्वांटम डॉट्स का उपयोग किया, ताकि अलग-अलग उत्सर्जन रंगों को प्राप्त किया जा सके, जो इस बात पर निर्भर करता है कि मेमोरी लिखी जा रही है या मिटाई जा रही है, जो लोगों और शून्य का वास्तविक समय संकेतक प्रदान करता है।

क्यूशू के एक प्रतिष्ठित प्रोफेसर काओरू तमाडा ने कहा, "यह प्रदर्शन विकसित ऑल-पेरोव्स्काइट प्रकाश-उत्सर्जक मेमोरी के अनुप्रयोगों के दायरे को महत्वपूर्ण रूप से विस्तृत करता है और पेरोव्स्काइट सामग्रियों में स्वतंत्रता की इलेक्ट्रॉनिक और फोटोनिक डिग्री के बीच सहक्रियात्मक संयोजन के एक नए प्रतिमान के रूप में काम कर सकता है।" सामग्री रसायन विज्ञान और इंजीनियरिंग के लिए विश्वविद्यालय का संस्थान। "मल्टीकास्ट मेश नेटवर्क से लेकर डेटा एन्क्रिप्शन सिस्टम तक, इन निष्कर्षों में अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकियों में कई अनुप्रयोगों की क्षमता है।"

यादृच्छिक संख्या पीढ़ी
किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (केएयूएसटी), सूचो यूनिवर्सिटी, यूनिवर्सिटी डी मोडेना ई रेजियो एमिलिया, इमेक, कैटलन इंस्टीट्यूट ऑफ नैनोसाइंस एंड नैनोटेक्नोलॉजी, यूनिवर्सिडैड डी ग्रेनाडा, शंघाईटेक यूनिवर्सिटी, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी, यूनिवर्सिटैट डी बार्सिलोना और इज़राइल इंस्टीट्यूट ऑफ के शोधकर्ता प्रौद्योगिकी का उपयोग करने का प्रस्ताव एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर के रूप में मेमरिस्टर्स.

KAUST के मारियो लान्ज़ा ने कहा, "मेमरिस्टर्स द्वि-आयामी सामग्रियों पर आधारित मेटा/इंसुलेटर/मेटल नैनोसेल हैं, जिनमें तेज़ संचालन गति, कम ऊर्जा खपत और बहुत लंबी सहनशक्ति और डेटा अवधारण समय होता है, साथ ही निर्माण करना बहुत आसान और सस्ता होता है।" . “इस कारण से, उच्च-घनत्व वाली इलेक्ट्रॉनिक मेमोरी जैसे अनुप्रयोगों के लिए मेमरिस्टर्स की गहनता से खोज की जा रही है। वे एन्क्रिप्शन प्रणालियों के लिए भी विशेष रूप से उपयोगी हैं क्योंकि वे असाधारण रूप से उच्च स्तर की यादृच्छिकता के साथ उतार-चढ़ाव वाले इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं।

मेमरिस्टर्स एक प्रकार का विद्युत शोर उत्पन्न करते हैं जिसे यादृच्छिक टेलीग्राफिक शोर (आरटीएन) कहा जाता है जिसका उपयोग यादृच्छिक संख्या पीढ़ी के लिए किया जा सकता है। टीम ने एक मेमरिस्टर डिवाइस को डिजाइन और निर्मित करने की कोशिश की, जिसमें समय के साथ स्थिर आरटीएन हो।

लैंज़ा ने कहा, "मुख्य चुनौती यह थी कि प्रतिरोधक पतली फिल्म की परमाणु संरचना समय के साथ ख़राब हो जाती है, जिससे आरटीएन सिग्नल गायब हो जाता है।" "हमारे उपकरणों में, हमने द्वि-आयामी बहुपरत हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड का उपयोग किया, जो एक द्वि-आयामी सामग्री है जिसमें एक बहुत ही स्थिर परमाणु संरचना होती है और इस प्रभाव से प्रतिरक्षा होती है।"

टीम ने उद्योग-संगत तरीकों का उपयोग करके सैकड़ों डिवाइस तैयार किए और वन-टाइम पासवर्ड की पीढ़ी से जुड़े यादृच्छिकता परीक्षण सहित कई तकनीकों का उपयोग करके उन्हें चित्रित किया।

लैंज़ा ने कहा, "हमारे काम का एक प्रमुख पहलू उद्योग के साथ संगत निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग था, जो वाणिज्यिक उत्पादों में एकीकरण की सुविधा प्रदान करता है।" “हमने सैकड़ों उपकरणों के लिए उपज और परिवर्तनशीलता की जानकारी भी प्रस्तुत की; यह एक ज़बरदस्त प्रयास था, लेकिन यह हमारे अध्ययन को अधिक विश्वसनीयता प्रदान करता है।”

फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री ढूँढना
पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने प्रदर्शन किया मैग्नीशियम-प्रतिस्थापित जिंक ऑक्साइड में फेरोइलेक्ट्रिसिटी.

फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री में सामग्री के भीतर नकारात्मक और सकारात्मक चार्ज के बदलाव के परिणामस्वरूप एक सहज विद्युत ध्रुवीकरण होता है जिसे बाहरी विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के माध्यम से पुन: उन्मुख किया जा सकता है। वे डेटा भंडारण और मेमोरी के लिए उपयोगी हो सकते हैं क्योंकि वे अतिरिक्त शक्ति के बिना एक ध्रुवीकृत अवस्था में रहते हैं।

सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर जॉन-पॉल मारिया ने कहा, "हमने सामग्रियों के एक नए परिवार की पहचान की है, जिससे हम छोटे कैपेसिटर बना सकते हैं और हम उनका ध्रुवीकरण अभिविन्यास सेट कर सकते हैं ताकि उनका सतह चार्ज या तो प्लस या माइनस हो।" पेन की दशा। “वह सेटिंग गैर-वाष्पशील है, जिसका अर्थ है कि हम कैपेसिटर को प्लस पर सेट कर सकते हैं, और यह प्लस में रहता है, हम इसे माइनस पर सेट कर सकते हैं, यह माइनस में रहता है। और फिर हम वापस आ सकते हैं और पहचान सकते हैं कि हमने उस कैपेसिटर को एक घंटे पहले कैसे सेट किया था।

नई सामग्रियां मैग्नीशियम-प्रतिस्थापित जिंक ऑक्साइड पतली फिल्मों से बनाई गई हैं। फिल्म को स्पटर जमाव के माध्यम से विकसित किया गया था, एक ऐसी प्रक्रिया जहां आर्गन आयनों को लक्ष्य सामग्रियों की ओर त्वरित किया जाता है, जिससे यह इतनी अधिक ऊर्जा से प्रभावित होता है कि लक्ष्य से मुक्त परमाणुओं को तोड़ने के लिए इसमें मैग्नीशियम और जस्ता होता है। मुक्त मैग्नीशियम और जिंक परमाणु वाष्प चरण में यात्रा करते हैं जब तक कि वे ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं और प्लैटिनम-लेपित एल्यूमीनियम ऑक्साइड सब्सट्रेट पर इकट्ठा होते हैं और पतली फिल्म बनाते हैं।

मारिया ने कहा, "इस प्रकार के भंडारण के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है।" "और यह महत्वपूर्ण है क्योंकि आज हम जिन कंप्यूटर मेमोरी का उपयोग करते हैं उनमें से कई को जानकारी बनाए रखने के लिए अतिरिक्त बिजली की आवश्यकता होती है, और हम जानकारी पर अमेरिकी ऊर्जा बजट की एक बड़ी मात्रा का उपयोग करते हैं।"

मारिया ने कहा, "आम तौर पर कहें तो, फेरोइलेक्ट्रिसिटी अक्सर उन खनिजों में होती है जो संरचना और रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से जटिल होते हैं।" “और हमारी टीम ने लगभग दो साल पहले यह विचार प्रस्तावित किया था कि अन्य सरल क्रिस्टल भी हैं जिनमें इस उपयोगी घटना की पहचान की जा सकती है, क्योंकि कुछ सुराग थे जिन्होंने हमें इस संभावना का प्रस्ताव दिया था। यह कहना कि 'हर जगह फेरोइलेक्ट्रिक्स' शब्दों का खेल है, लेकिन यह इस विचार को पकड़ता है कि हमारे आसपास ऐसी सामग्रियां थीं जो हमें संकेत दे रही थीं, और हम लंबे समय से उन संकेतों को नजरअंदाज कर रहे थे।

इसके अतिरिक्त, मैग्नीशियम-प्रतिस्थापित जिंक ऑक्साइड पतली फिल्मों को अन्य फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों की तुलना में बहुत कम तापमान पर जमा किया जा सकता है।

मारिया ने कहा, "अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सामग्री उच्च तापमान की सहायता से तैयार की जाती है, और उच्च तापमान का मतलब 300 से 1000 डिग्री सेल्सियस (572 से 1835 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक होता है।" “जब भी आप ऊंचे तापमान पर सामग्री बनाते हैं, तो यह बहुत सारी कठिनाइयों के साथ आती है। उनमें इंजीनियरिंग संबंधी कठिनाइयाँ होती हैं, लेकिन फिर भी वे हर चीज़ को और अधिक चुनौतीपूर्ण बना देते हैं। विचार करें कि प्रत्येक संधारित्र को दो विद्युत संपर्कों की आवश्यकता होती है - यदि मैं इनमें से कम से कम एक संपर्क पर उच्च तापमान पर अपनी फेरोइलेक्ट्रिक परत तैयार करता हूं, तो किसी बिंदु पर एक अवांछित रासायनिक प्रतिक्रिया होगी। इसलिए, जब आप कम तापमान पर चीजें बना सकते हैं, तो आप उन्हें अधिक आसानी से एकीकृत कर सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने सामग्री पर काम जारी रखने, इसे कैपेसिटर बनाने और विश्वसनीयता और विनिर्माण क्षमता का आकलन करने की योजना बनाई है।

स्रोत: https://semiengineered.com/power-performance-bits-nov-16/