Conforme nossa premência de dispositivos eletrônicos e sensores cresce, os cientistas estão considerando novas formas para manter os dispositivos ligados por mais tempo com menos virilidade.

O último sensor inventado em laboratório pode funcionar por um ano inteiro com uma única explosão de virilidade, auxiliado por um fenômeno físico divulgado uma vez que túneis quânticos.

O vista do túnel significa que, com a ajuda de uma partida de 50 milhões de elétrons, este dispositivo simples e econômico (consistindo de somente quatro capacitores e dois transistores) pode continuar a operar por um longo período de tempo.

As regras quânticas da física, que se aplicam a escalas atômicas menores, significam que os elétrons podem se comportar uma vez que partículas e uma vez que ondas, e os cientistas foram capazes de tirar vantagem desse comportamento para controlar com precisão o fluxo de elétrons de um lado ao outro do volta.

O chipset do sensor do túnel quântico e as barreiras do túnel Fowler-Nordheim. (Laboratórios Chakrabartty)

“Se você quer chegar do outro lado, tem que subir fisicamente a colina” diz o engenheiro elétrico Shantanu Chakrabartty, da Universidade de Washington em St. Louis.

“O túnel quântico é mais uma vez que descer a colina.”

Para gerar fluente, os dispositivos devem ser capazes de dar força suficiente aos elétrons, o que é divulgado uma vez que virilidade limite, porque esse impulso deve ultrapassar um visível limite. Quando você tenta fazer com que os dispositivos funcionem com a menor potência provável, pode ser complicado atingir esse limite.

cá é onde mecânica quântica segmento: tomando certas abordagens para configurar a “colina” ou barreira que precisa ser superada, é provável controlar o fluxo de elétrons de várias maneiras diferentes.

Neste caso, a “colina” é o que é chamado de Túnel Fowler-Nordheim barreira, menos de 100 átomos de espessura. Ao edificar a barreira dessa forma, os cientistas foram capazes de diminuir o fluxo de elétrons mantendo o sistema (e o dispositivo) sólido e ligado.

“Imagine que há uma maçã pendurada em uma árvore”, diz Chakrabartty. “Você pode sacudir a árvore um pouco, mas a maçã não cai. Você tem que dar um puxão suficiente para soltar a maçã.”

“É a quantidade mínima de virilidade necessária para movimentar um elétron sobre uma barreira.”

Dentro do dispositivo estão dois sistemas dinâmicos, um com um transdutor (conversor de virilidade). A equipe teve que trabalhar para trás para moldar sua colina ou barreira, primeiro medindo o movimento dos elétrons e, em seguida, aperfeiçoando a modo Fowler-Nordheim de acordo.

O que os pesquisadores conseguiram foi um dispositivo que usa a interação entre os dois sistemas internos para detectar e registrar dados sem a premência de virilidade suplementar. alguma coisa uma vez que isso poderia ser usado para controlar a glicose no sangue, por exemplo, ou para medir a temperatura para o transporte da vacina; sem baterias necessárias.

Neste caso, o transdutor utilizado foi um acelerômetro piezoelétrico, que detectou e foi mantido pelo movimento ambiental, mas os princípios básicos do sistema de subida eficiência de longa duração também podem ser aplicados a outros tipos de captação de virilidade.

“No momento, a plataforma é genérica”, diz Chakrabartty. “Depende somente do que você conecta ao dispositivo. Contanto que você tenha um transdutor que pode gerar um sinal elétrico, ele pode cevar involuntariamente nosso sensor de dados.”

A pesquisa foi publicada em Comunicações sobre a natureza.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!