麻省理工学院的新研究探索超低功率微芯片的自旋电子学

麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的一项新研究声称，它可能为超低功耗微芯片打开大门——这对物联网来说可能是个好消息。

这项研究的重点是自旋电子学——自旋输运电子学的一项发明——它从性能而不是电荷的角度讨论了电子的内在自旋，这意味着它们可以在没有恒定功率的情况下重新训练它们的磁性。

虽然这是一个迷人的概念——去年这个时候Seeker称之为“你可能从未听说过的技术革命”——但它在计算设备方面有其局限性。

事实证明，能够以电子方式控制材料的磁性并充分利用旋转是一项重大挑战。一种方法聚焦于离子，尤其是氧离子，而不是电子。然而，虽然磁性的变化是显著的，但它导致材料生长和尺寸减小。因此，由此造成的机械损伤使其在现实生活中几乎没有用处。

这是麻省理工学院和布鲁克海文的研究成果。研究人员使用氢离子代替氧气，发现经过2000次循环后，材料的速度增加，材料没有降解。

“使用氢插入来控制磁性并不新鲜，但它可以由电压驱动，这对固态设备中的磁性性能有很好的影响——这非常重要，”克里斯雷顿教授说。在明尼苏达大学。“说到底，通过拨动开关来控制任何类型的物质功能都是非常令人兴奋的。

莱顿补充道：“能够以足够的速度和足够的周期以一种通用的方式做到这一点，对于科学和工程来说将是一个巨大的进步。”

物联网领域的人组织了大量的实验、测试和研究，以实现更低的功耗，无论是在网络、传感器还是芯片层面。我们可以看到LPWAN，LoRa，蓝牙在低功耗方面的努力。正如Avnet Abacus的技术经理马丁基南(Martin Keenan)在9月撰写这份出版物时所说，LPWAN目前是“物联网稳定性中最黑暗的一匹马”，但“它的声音会更多。”

上个月，加州初创公司Atmosic Technologies推出了一款超低功耗芯片平台，旨在让物联网设备“随时随地保持连接”。Atmosic当时的首席执行官David Su表示：“当Wi-Fi处于起步阶段时，我们从未想到它会成为连接数十亿人和设备的通用通信。" M2和M3系列的推出标志着永久电池寿命的重要一步."

引入氢离子并不是MIT唯一的低功耗芯片项目。今年2月，麻省理工学院的研究人员构建了一种新的芯片，这种芯片使用硬连线公钥加密，其功耗仅为以前的1/400，并且只使用十分之一的内存，执行速度提高了500倍。这种发展可能会对物联网产生影响，因为嵌入式传感器没有能量和存储空间来实现加密协议。