在数字化时代,微电子技术日益渗透到我们的日常生活和工作环境中。微电子芯片不仅存在于智能手机、笔记本电脑和办公电脑中,它们还可以调节我们的电源、控制移动互联网的数据流,并实现安全互联的自动化移动。微电子处理器也是人工智能的大脑。在医疗保健和工业制造等领域,微电子技术可确保服务和产品满足最高的功能和质量标准。这使得微电子技术成为数字化时代繁荣的重要基础:通过提供改善生活质量的服务并确保可持续的价值创造和就业。
哺乳动物的大脑由数千万到数千亿个神经元组成,这些神经元以毫秒级的时间尺度运行,而目前的记录技术只能捕捉到其中的一小部分。能够以高时空分辨率对神经活动进行采样的记录技术一直难以扩展。研究最深入的哺乳动物神经元网络(例如大脑皮层)呈现出分层结构,其中最佳记录技术可在大面积上进行密集采样。然而,对特定应用设计的需求以及大脑的三维结构与二维微加工技术之间的不匹配严重限制了神经生理学研究和神经假体。在这里,我们讨论了一种可扩展神经元记录的新策略,即将玻璃包覆微线束与来自高密度 CMOS 体外 MEA 系统或高速红外摄像机的大规模放大器阵列相结合。由于玻璃包覆微线中芯金属的高导电性,允许使用超薄金属芯(低至 < 1 µ m)和可忽略不计的杂散电容,因此实现了高信噪比(< 25 µ V RMS 本底噪声,SNR 高达 25)。尖端的多步电化学改性可实现超低接入阻抗和最小几何面积,这与芯直径基本无关。我们表明,可以减小微线尺寸,以几乎消除插入时对血脑屏障的损伤,并且我们证明微线阵列可以稳定地记录单个单元活动。将微线束和 CMOS 阵列相结合可以实现高度可扩展的神经元记录方法,将电神经元记录的进展与硅微加工的快速进展联系起来。系统的模块化设计允许自定义记录位置的排列。我们采用微创、高度绝缘和功能化的微线束将二维 CMOS 架构扩展到第三维,这种方法可以转化为其他 CMOS 阵列,例如电刺激设备。
Ishaac Cands 1,2,4,Rhedeaaugif 5,Madeleine Commerc 5,Jibrand Khaliq 5,Islam ShyhaIshaac Cands 1,2,4,Rhedeaaugif 5,Madeleine Commerc 5,Jibrand Khaliq 5,Islam Shyha
Triboelectric纳米生成器(Tengs)是多功能电子设备,用于环境能量收集和具有广泛潜在应用的自动性电子设备。Tengs的快速发展对传统电子设备的环境影响引起了极大的关注。在这种情况下,研究电子中合成和有毒物质的替代方法具有重要意义。在这篇综述中,我们专注于基于天然多糖材料的Tengs。首先,总结了和讨论了高性能tengs的工作机制和材料的一般概述。然后,回顾了2015年至2020年在文献中报告的基于多糖的tengs的最新进展以及其潜在的应用。在这里,我们的目的是将多糖聚合物作为绿色Tengs发展的有前途且可行的替代品,并应对回收电子垃圾的挑战。
能够实时记录生理信号并提供适当治疗的高性能可穿戴和植入设备在个性化医疗改革中发挥着关键作用。然而,刚性无机设备与柔软有机人体组织之间的机械和生化不匹配会造成严重问题,包括皮肤刺激、组织损伤、信噪比降低以及使用时间有限。因此,人们投入了大量研究精力,通过使用灵活、可拉伸的设备设计和软材料来克服这些问题。在这里,我们总结了软生物电子学的最新代表性研究和技术进展,包括可变形和可拉伸的设备设计、各种类型的软电子材料以及表面涂层和处理方法。我们还重点介绍了这些策略在新兴软可穿戴和植入设备中的应用。我们最后总结了目前的一些局限性,并对这一蓬勃发展的领域的未来前景进行了展望。
本研究设计并数值研究了一个新的热控制系统,用于用于航天器系统光学有效载荷的检测器。系统使用热电冷却器(TEC)作为维护冷手指在所需的设定点保持探测器温度的活性元件,使其在整个操作过程中保持在所需的范围内。该系统没有使用任何热管网络,而是使用附着在TEC热侧的辐射器将热负载耗散到环境空间环境中。使用有效属性的系统级建模用于对TEC的性能进行建模,而无需对任何内部复杂的几何形状进行建模。与温度相关的电流轮廓用作TEC的输入条件,因此TEC仅消耗所需的外部功率。研究了散热器的TEC设定点和几何参数的效果,并观察到,通过使用较大的设定点或具有较大尺寸的散热器,获得了功耗或提高性能系数的大幅度降低。该系统将进一步研究不同的热载荷和占空比(在100分钟的轨道周期内高达50%),以评估其在不同操作条件下的功效。还研究了该系统的连续操作周期,可以观察到,连续循环之间的循环误差最终将其变为零至零,因此表明在整个系统的整个生命中,都满足了连续的循环的温度控制要求。
波纹现象和曲率效应可提高稳定性并产生各向异性,以及增强的机械、光学和电子响应。双层石墨烯中的霍尔效应[1]和 MoS 2 中形成的人造原子晶体[2]就是很好的例子,它们表明电导率与偏离完美平坦结构之间存在很强的相关性。最近,铁电畴壁作为一种全新类型的二维系统出现,其形貌和电响应之间具有特别强的相关性。[3–6] 畴壁表现出 1-10 Å 数量级的有限厚度,因此通常被称为准二维系统。除了有限的厚度和与波纹二维材料类似之外,这些壁并不是严格意义上的二维,因为它们不会形成完全平坦的结构。弯曲和曲率自然发生,以尽量减少静电杂散场,确保机械兼容性,或由于导致畴壁粗糙的点缺陷。[7–10] 重要的是,相对于主体材料电极化的任何方向变化都会直接导致电荷状态的改变,从而导致局部载流子
定量测量微电子设备中电场的定量测量由位于原位的STEM Victor Boureeau 1,Lucas Bruas 2,Matthew Bryan 2,Matthew Bryan 2,Jean-LucRouvière3和David David Cooper 2** 1* 1。电子显微镜跨学科中心,EPFL,洛桑,瑞士。2。大学。Grenoble Alpes,CEA,Leti,Grenoble,法国。3。大学。Grenoble Alpes,CEA,Irig-Mem,Grenoble,法国。*通讯作者:David.cooper@cea.fr纳米尺度上字段的定量映射对于了解设备的行为并提高其性能至关重要。从历史上看,这是通过过轴电子全息图执行的,因为该技术已经成熟并提供了可靠的定量测量[1]。近年来,硬件的改进使扫描传输电子显微镜(STEM)实验期间的衍射模式的记录成为可能,从而生成所谓的4D-STEM数据集。越来越多的数据处理方法与特定的采集设置相结合,导致了广泛的像素化词干技术[2]。在这里,我们探讨了以像素化的茎构型进行的差异相位对比度(DPC)技术[3] [4]。它允许根据衍射平面中发射光束的强度位移对电场进行定量测量。我们将展示如何受显微镜和数据处理的配置影响类似DPC的像素化的茎测量值。结果将与电子全息图和仿真进行比较。样品在图1和图2中显示。1(c)。开始,我们将在掺杂的硅P -N结上进行工作,并以对称1 E 19 cm -3的浓度掺杂,在-1.3 V的反向偏置下进行检查。使用此样品,平均内部电位(组合电位)没有变化,偏置电压会增加内置电场。通过聚焦的离子束制备了连接的横截面,并在FEI Titan显微镜中使用Protochips Aduro 500样品支架附着在芯片上进行原位偏置实验,该实验在200 kV下运行。1(a,b),晶体厚度为390 nm,如收敛束电子衍射测量。使用二级离子质谱掺杂剂测量作为输入,用Silvaco软件对结中的电场进行建模。整个连接处的轮廓如图通过离轴电子全息图测量了偏置连接的电场,请参见图。1(c,d),并在除去非活动厚度后与建模很好地一致[1]。反向偏见的P-N连接的电场的大小约为0.65 mV.cm -1,耗尽宽度约为60 nm。已经研究了不同的像素化的茎构和处理方法,以测量连接处的电场。当探针大小大于特征场变化长度时,导致射击梁内部强度重新分布时,使用了一种算法(COM)算法。当传输梁小于场变化并经历刚性变速时,使用模板匹配(TM)算法[5]。2(a)。电场图如图首先,使用低磁化(LM)茎构型,使用的一半收敛角为270 µRAD,相机长度为18 m。连接处的衍射图显示了传输梁边缘处强度的重新分布,因此使用COM加工,请参见图。2(e)和图中绘制了一个轮廓。2(i)。连接点的耗尽宽度似乎约为100 nm,这表明由于LM茎配置的探针大小较大,
课程简介:学生将通过实践和模拟活动探索电路中的能量传递。绩效期望:HS-PS3-1:创建一个计算模型,当已知系统中其他组件的能量变化和流入和流出系统的能量时,计算系统中一个组件的能量变化。MS-PS3-2:开发一个模型来描述当远距离相互作用的物体的排列发生变化时,系统中会存储不同数量的潜在能量。具体学习成果:学生将能够 - 通过探索微电子在日常设备中的作用来吸引兴趣。 - 通过实践活动研究微电子元件如何管理和存储能量。 - 解释微电子系统中的能量关系并利用计算模型。 - 将他们对微电子能量管理的理解应用于实际问题。 - 评估他们对微电子中的能量传递、潜在能和计算建模的理解。叙述/背景信息 对于微电子 5E 课程计划,学生需要掌握基本电路概念的基础知识,包括了解电阻器、电容器和电源等组件。他们应该熟悉能量传递的原理,包括势能和动能的作用,以及欧姆定律与电压、电流和电阻的关系。了解能量如何存储(在电容器中)和耗散(在电阻器中)很重要,以及微电子如何在智能手机或计算机等日常设备中发挥作用。熟悉电子表格或电路仿真软件等基本计算工具也将有助于学生在课堂上模拟电路中的能量关系。 科学与工程实践:开发和使用模型 开发一个模型来描述不可观察的机制。(MS-PS3-2) 使用数学和计算思维 创建现象、设计设备、过程或系统的计算模型或模拟。(HS-PS3-1)