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缩小差距可能会让电子产品更快

更新时间:2021-11-11 15:09:44

导读 1、根据国际工程师团队的说法,沿着金属和介电材料之间的界面传播的准粒子可能是解决电子元件收缩引起的问题的方法。2、埃文普尔大学教授、

1、 根据国际工程师团队的说法,沿着金属和介电材料之间的界面传播的准粒子可能是解决电子元件收缩引起的问题的方法。

2、 埃文普尔大学教授、宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学教授Akhlesh Lakhtakia说:“如今,微电子芯片无处不在。”“金属线互连中信号传播的延迟时间、金属中电损耗引起的温升以及小型化和致密化引起的相邻互连之间的串扰限制了这些芯片的速度。”

3、 这些电子元件位于我们的智能手机、平板电脑、计算机和安全系统中,用于医院设备、国防设施和我们的交通基础设施。

4、 研究人员探索了各种方法来解决在不断缩小的电路世界中连接各种小元件的问题。虽然光子学因其速度而有吸引力,光速也有吸引力,但这种方法仍然存在问题,因为光的波导比目前的微电子电路大,这使得连接困难。

5、 在介质材料(上)和金属(下)界面的引导下,向右移动的脉冲SPP波突然遇到介质材料被空气替代的情况。大部分能量转移到空气/金属界面,但也有一部分被反射到电介质/金属界面。视频跨度为120飞秒。

6、 研究人员在最新一期的《科学报道》中报道,“信号可以传播很长的距离,而不会显著降低保真度”,“信号可能通过微电子芯片中几十微米(在空气中)的SPP波传输”。

7、 他们还指出,计算表明,SPP波可以在凹角附近传输信息,这种情况和气隙在微电路中很常见。

8、 SPP是一种群体现象。这些准粒子沿着导电金属和电介质(可以支持电磁场的非导电材料)之间的界面传播,宏观上表现为波。

9、 据Lakhtakia说,SPP赋予黄金特殊的光泽。在一定条件下,表面效应会使金属中的电子和电介质材料中的极化电荷共同作用,形成SPP波。即使金属导线断裂或金属电介质界面突然终止,这种由两种材料界面引导的波也能继续传播。SPP波可以在空气中传播数十秒的微米,或者相当于在14纳米技术芯片中首尾相连放置600个晶体管。

10、 SPP波也只有在离界面非常近的时候才会传播,所以没有串扰。

11、 在电路设计中使用SPP波的问题是,尽管研究人员通过实验知道它们的存在,但这种现象的理论基础并没有很好地定义。控制SPP波的麦克斯韦方程覆盖连续频率,非常复杂。

12、 Lakhtakia说:“我们没有按频率求解麦克斯韦方程组,这是不现实的,容易在计算中出错,所以我们拍了几张电磁场的快照。”

13、 这些快照串在一起形成一部电影,展示了脉冲SPP波的传播。

14、 拉赫塔基亚说:“我们正在研究棘手的问题。”“我们正在研究10年前无法解决的问题。改进的计算组件改变了我们思考这些问题的方式,但我们仍然需要更多的内存。”

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