Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта


 

Новые технологии


Рубрику ведет О. Андронова, olga@ci.ru

Энергопитание

Компания Toshiba разработала литий-ионную батарею, которая способна заряжаться на 80 % всего за одну минуту, что в 60 раз быстрее используемых сегодня аналогов, сообщает Cellular News. Запуск новых продуктов, построенных на основе этой технологии, запланирован на 2006 год. По словам представителей компании, разработка нацелена, прежде всего, на использование в автомобильной и промышленной сфере, а также в гибридных электромобилях. Батарея имеет продолжительный срок службы, теряя 1 % емкости за 1 тыс. циклов перезарядки.

Британская компания Innos разработала микромеханическое устройство, которое утилизирует вибрацию прибора для производства электроэнергии. Оно сможет дополнить срок действия аккумуляторов в электронных устройствах на одной зарядке.
Вес грузика на консольном рычаге и упругие свойства этого рычага подбираются так, чтобы откликаться резонансом на типичную частоту, с которой вибрирует тот или иной прибор. Магниты на консоли двигаются мимо катушек и производят электричество.
Подобный подход был известен давно. Например, он применялся в самозаводящихся кварцевых наручных часах, реагирующих на колебания запястья. Были (и сейчас разрабатываются) другие проекты генерации энергии от паразитной вибрации тех или иных устройств.
Однако британские исследователи впервые принесли эту идею на микронный уровень, создав микроэлектромеханическое устройство, генерирующее несколько милливатт мощности за счет почти неощутимых вибраций, присутствующих фактически везде.
В своей работе Innos отталкивалась от разработки другой британской компании Perpetuum, однако уменьшила схему на много порядков. Новое устройство было создано по технологии, аналогичной технике создания кремниевых микросхем.
По мнению авторов устройства, оно может пригодиться для питания (или помощи батареям) миниатюрных сенсоров, специализированных микросхем или крошечных радиопередатчиков внутри различных устройств, контролирующих состояние мостов во множестве точек или турбин на электростанциях, в других похожих случаях.
А еще это устройство может увеличить время работы вживляемых кардиостимуляторов. Правда, пока оно находится на стадии лабораторных исследований.

Компоненты

Ученые Милтон Фенг (Milton Feng) и Вэлид Хейфз (Walid Hafez) из университета в Иллинойсе (University of Illinois) разработали сверхбыстрый транзистор путем наложения различных полупроводниковых слоев в структуре микроскопического устройства. Длина полупроводника составляет одну миллионную метра, а максимальная скорость работы 604ГГц, это означает, что транзистор способен проводить 604 млрд операций в секунду. Исследователи разработали особый тип компонента, известный как биполярный переходной транзистор, который состоит из трех расположенных друг на друге слоев.
Сила тока зависит от направления его прохождения через три слоя базы, эмиттера и коллектора. Управляя током, проходящим через базу к эмиттеру, можно управлять током между эмиттером и коллектором. Для изготовления слоев были использованы кристаллы фосфида индия, арсенида индия и галлия. Основой повышения производительности транзистора послужило то, что ученые модифицировали состав слоя коллектора, увеличив долю индия, а это повлияло на кристаллическую решетку материала, облегчив прохождение электронов. К сожалению, транзисторы не приспособлены для управления электрическим полем, как в компьютерных компонентах, однако для радиоприемников они подойдут.

Нанотехнологии

Создание наномостов
Группа ученых из лаборатории НР под руководством Саифа Ислама (Saif Islam) предложила новый способ создания наномостов.
На основе нанотехнологий можно производить электронные схемы, химические сенсоры и медицинские приборы атомных размеров и др. Для нужд массового производства нужны технологии штамповки наноустройств с минимальными различиями внутри типов. Поэтому проблема стандартизации и идентичности часто выходит на первый план.
Обычно используемые для создания микросхем кремниевые кристаллы полируют под определенным углом относительно атомной структуры кремния. Исследователи НР полировали их под разными углами, а затем применили технологию химического напыления (chemical vapor deposition). В результате ученым удалось вырастить идентичные горизонтальные столбики кремния. Исследователи использовали данный метод для создания наномостов между двумя вертикальными кремниевыми электродами. Эти нанопроводники отличаются от аналогов прочностью и химической стабильностью и могут применяться при создании наноразмерных транзисторов, химических датчиков и лазеров.
Следующим шагом в технологии было создание сэндвичей из кремния, позволяющих строить многоуровневые объемные структуры из вертикальных и горизонтальных кремниевых колонн и балок. Этот метод позволит инженерам комбинировать нанопроводники нужной длины с другими кремниевыми структурами типа интегральных схем, пишет PhysOrg.

Сборка наномашин
Роберт Хэймерс (Robert Hamers) и его коллеги из универси-тета штата Висконсин (University of WisconsinMadison) продемонстрировали, как электрические токи способны захватывать бактерии и перемещать их в определенные позиции на поверхности микросхемы.
Эта технология может помочь в сборке наномашин из крошечных частей, а также пригодится при создании нового поколения биологических датчиков.
Хэймерс предложил использовать микробов для перемещения нанодеталей квантовых точек, углеродных трубок. Последние соединяют с определенными органическими молекулами, которые, в свою очередь, прикрепляются к белкам на поверхности микроорганизмов.
Для опыта исследователи взяли бактерии bacillus mycoides. Они имеют форму прутка длиной 5 микрон. Бактерии помещали в раствор, покрывающий микросхему с золотыми электродами. Изменение заряда на поверхности электродов заставляло бактерии мигрировать вдоль проводников в определенные точки схемы. В зазоре между двумя электродами бактерии оказывались пойманными электрическим полем. При этом микроорганизмы соединяли электроды между собой, образуя живой проводник. Слабый ток, текущий по нему, сигнализировал исследователям о присутствии бактерии в этом месте.

Связь

Компания Hypres утверждает, что может, используя свойство сверхпроводимости, создать программно-управляемые высокочастотные коммуникационные узлы.
Еще в 1960-е годы высказывалось мнение, что сверхпроводники, проводящие постоянный ток без потерь при температуре кипения жидкого гелия, станут основой для суперкомпьютеров нового поколения. Однако дело это оказалось слишком дорогим, и лишь в недавнее время, с появлением высокотемпературных сверхпроводников (проявляющих сверхпроводящие свойства при температуре кипения жидкого азота, а не жидкого гелия), вновь проявился интерес к практическому применению сверхпроводников. В частности, высокотемпературные сверхпроводники уже нашли применение в аппаратуре базовых станций сотовой связи.
В основе технологии Hypres лежит подход, позволяющий кодировать двоичные биты данных в виде квантов магнитного потока, так называемая RSFQ (rapid single-flux quantum) логика, разработанная ученым МГУ Константином Лихаревым в начале 1980-х годов. Кстати сказать, Hypres была основана Садегом Фарисом (Sadeg Faris), ранее работавшим над сверхпроводящими Джозефсоновскими контактами в IBM, и сам Константин Лихарев ныне трудится под его началом. Отметим также, что RSFQ-устройства Hypres построены на базе ниобия, проявляющего сверхпроводящие свойства при температуре около 5 Кельвин, то есть, являющегося низкотемпературным сверхпроводником. Эти устройства способны эмулировать радиочастотную схему, содержащую от 100 до 1000 элементов и работающую на частоте до 20 ГГц при размерах элемента 3мкм. Утверждается, что в лабораторных условиях была продемонстрирована работоспособность при частоте в 750 ГГц.
EE Times

Компания Luxtera утверждает, что сумела включить высокоскоростные интерфейсы в кремниевые полупроводниковые приборы, производимые по стандартному для индустрии процессу CMOS. Таким образом, производители компьютерной техники и средств связи получают производительность оптического волокна и экономичность кремниевых чипов.
Новая технология обеспечивает оптическую модуляцию со скоростью 10 Гб/с. Для тиражирования чипов будет задействован тот же самый процесс CMOS, который партнер Luxte-ra по разработке компания Freescale Semiconductor, использует для массового производства микропроцессоров. Изготовление высокоскоростного оптического интерфейса в рамках привычной кремниевой технологии значительное событие для индустрии полупроводников и оптики в целом, поскольку добавление оптических интерфейсов в микросхемы сверхбольшой степени интеграции способно серьезно уменьшить стоимость готовых устройств, построенных на их базе.
Аналитики отмечают, что известные до сих пор проекты аналогичного назначения не выходили за двери исследовательских лабораторий, несмотря на то, что этим вопросом серьезно занимаются лидеры отрасли, такие, как корпорация Intel. Luxtera первой предложила полностью работоспособный продукт, удовлетворяющий требованиям рынка.
PhysOrg

Лазеры

Группа работающих в США ученых (Мариано Трокколи, Эртугрул Кубучу и Федерико Капассо из Гарвардского университета, Алексей Белянин из Техасского университета сельского хозяйства и механики, Дебора Л. Сивко и Альфред Чо из лабораторий Белла (компания Lucent Technologies)) внесла ряд усовершенствований в технологию создания электронных рамановских лазеров. Это позволило им впервые в мире создать интегрированный, компактный и управляемый электрическим током лазер, отличающийся к тому же очень высокой эффективностью. Частота излучения нового лазера может настраиваться в широких пределах видимого, инфракрасного и даже терагерцового диапазонов.
В основе концепции рамановского лазера лежит так называемый эффект Рамана сдвиг частоты излучения при его прохождении сквозь вещество. Как правило, для проявления эффекта требуется мощный внешний источник излучения, позволяющий компенсировать ослабление светового потока при прохождении сквозь материал. Ученым удалось впервые построить квантовый генератор, в котором были бы объединены и источник света, и среда, при прохождении через которую проявляется рамановский сдвиг. Фактически, им удалось построить систему из вложенных друг в друга лазеров. Более того, впервые создан рамановский лазер с электрическим управлением.
Как сообщает Space Daily, в этом лазере под воздействием электрического тока генерируется лазерное излучение, которое, проходя сквозь вещество, в свою очередь, образует рамановское лазерное излучение. Устройство обладает высокой эффективностью до 30 % потребляемой энергии высвечивается в виде рамановского излучения. Ключом к достижению столь высоких показателей явилась конструкция из вложенных друг в друга слоев, одним из авторов идеи которой является Алексей Белянин. Конструкция в виде матрешки, поясняет он, в которой один слой располагается внутри другого, позволила кардинально усовершенствовать прибор. Благодаря этому, излучение лазера накачки может быть настроено на частоту сильного электронного резонанса в материале. Это позволило на пять порядков повысить эффективность рамановского лазера в сравнении с классическими источниками рамановского излучения, в которых достичь резонанса не удается из-за сильного поглощения.
Другим достоинством нового лазера, помимо высокой энергетической эффективности, является компактность исполнения фактически, он представляет собой полость шириной несколько микрон и длиной несколько миллиметров. Столь малые размеры открывают возможность применения нового лазера в таких устройствах как DVD-плейеры, устройства чтения штрих-кодов, а также в медицине например, в рефракционной коррекции глаза.
Вероятно, наиболее важным аспектом открытия является тот факт, что новый лазер от классического рамановского сдвига уже не зависит, полагает г-н Трокколи. Вместо этого мы использовали режим внутренних электронных осцилляций, настраиваемый по частоте в пределах широкого диапазона только за счет изменения толщины материала. Это позволяет создать более гибкий прибор, который может работать при комнатной температуре. Мы можем настроить его так, что лазер будет излучать в той области инфракрасного диапазона, где лежат характерные молекулярные полосы поглощения, и впоследствии расширить его до терагерцового диапазона (от 3 мм до 0,003 мм), в котором большинство материалов становятся прозрачными.
Быстрый прогресс в области разработки рамановских лазеров, наблюдаемый в последнее время, способен оказать значительное влияние на промышленность и технологии. В этом плане возможность создания компактного и эффективного терагерцового источника видится особенно перспективной. Это излучение легко проникает, в частности, сквозь одежду и упаковочные материалы, что открывает практически неисчерпаемые перспективы применения в таких насущных областях как, к примеру, борьба с терроризмом.

Аппаратная реализация технологии улучшения изображений Apical Limited
Японская компания Dai Nippon Printing Co. разрабатывает интегральную микросхему для динамической коррекции контраста цифрового видео и статических изображений в реальном времени на основе алгоритма обработки сигналов, разработанного компанией Apical Limited (Великобритания).
Продукт рассчитан на установку в оборудование для работы с видеоматериалом и устройства отображения. Он автоматически корректирует слишком светлые или слишком темные участки изображений. Программа, работающая по такому алгоритму улучшения изображений, успешно применяется сегодня в цифровых камерах, мобильных телефонах и персональных компьютерах.
Однако программная реализация при обработке видеосигнала в реальном времени требует значительного вычислительного ресурса, что накладывает ограничения на ее применение в мобильных устройствах. Ожидается, что аппаратная реализация разгрузит центральный процессор.
Сжатие, запись и воспроизведение цифрового видео приводят к потере информации, в первую очередь, в самых ярких и самых темных участках. Особенно заметны искажения в системах сжатия подвижных изображений (MPEG-2, MPEG-4) с высокими степенями сжатия. Этого можно в значительной степени избежать, если уменьшить потерю информации до сжатия, скорректировав передачу темных и светлых участков.
Сходным образом обстоит дело при отображении видео и неподвижных изображений. Если динамический диапазон изображения выходит за пределы возможностей дисплея, то информация в ярких и темных областях теряется.
Обозначенные проблемы поможет устранить новая микросхема. Будучи встроена в оборудование для записи, например, фотоаппарат, видеокамеру или сканер, она скорректирует контраст и сделает изображение более натуральным, предотвратив потерю деталей. Если добавить ее в дисплей или проектор, изображения будут адаптированы к возможностям дисплея, что приведет к более качественной проработке деталей в темных и светлых областях, улучшению общего качества картинки.
Другими словами, области применения микросхемы включают оборудование для ввода и записи видеосигнала: камеры наблюдения, цифровые фото- и видеокамеры; оборудование для отображения информации: жидкокристаллические мониторы и проекторы; мобильные устройства, работающие с видео и статическими изображениями.
Начало пробных поставок нового чипа в Японии намечено на июль текущего года, а массовое производство развернется в октябре.
Dai Nippon Printing

Магнитное охлаждение процессора
Японская компания разработала способ теплообмена при помощи магнитной смеси, для чего не требуется дополнительное электричество. Согласно сообщению газеты Nikkei Business Daily, устройство, разработанное в Токийском университете, будет использовать смесь наночастиц металлического сплава, смешанных с маслом. Магнит в этой системе будет работать в качестве насоса, для продвижения магнитного вещества по системе к теплообменнику и обратно. Когда нагретое масло достигает теплообменника, оно охлаждается. То, что устройству для работы не требуется электричество, означает, что его габариты могут быть сведены к минимуму. По сообщению прессы, такой кулер можно будет использовать в ноутбуках, а его стоимость при массовом производстве составит $14.



       КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ 
          Главная страница || Статьи 1'2003 (20 января - 2 февраля) || Новости СПб || Новости России || Новости мира

Рубрики || Работа || Услуги || Поиск || Архив || Дни рождения
О "КИ" || График выхода || Карта сайта || Подписка

Рассылка анонсов газеты по электронной почте

Главная страница

Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.

Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru