Bland de främsta klagomålen för smartphone, bärbara datorer och andra batteridrivna elektronikanvändare är att batteritiden är för kort och-i vissa fall-att enheterna alstrar värme. Nu, en grupp fysiker under ledning av Deepak K. Singh, docent i fysik och astronomi vid University of Missouri, har utvecklat ett enhetsmaterial som kan hantera båda frågorna. Teamet har ansökt om patent på ett magnetiskt material som har en unik struktur - ett "bikakegitter" som uppvisar distinkta elektroniska egenskaper.

"Halvledardioder och förstärkare, som ofta är gjorda av kisel eller germanium, är nyckelelement i moderna elektroniska enheter, "sa Singh, som också fungerar som huvudutredare vid Magnetism and Superconductivity Research Laboratory vid MU. "En diod leder normalt ström och spänning genom enheten längs endast en förspänningsriktning, men när spänningen är omvänd, strömmen stannar. Denna omkopplingsprocess kostar betydande energi på grund av avledning, eller uttömningen av strömkällan, vilket påverkar batteriets livslängd. Genom att ersätta halvledaren med ett magnetiskt system, vi trodde att vi kunde skapa en energiskt effektiv enhet som förbrukar mycket mindre ström med förbättrade funktioner. "

Singhs team utvecklade en tvådimensionell, nanostrukturerat material skapat genom att deponera en magnetisk legering, eller permalloy, på bikakestrukturerad mall av en kiselyta. Det nya materialet leder enriktad ström, eller strömmar som bara flyter på ett sätt. Materialet har också betydligt mindre avledande effekt jämfört med en halvledande diod, som normalt ingår i elektroniska enheter.

Magnetdioden banar väg för nya magnetiska transistorer och förstärkare som sprider mycket lite effekt, vilket ökar effektkällans effektivitet. Detta kan innebära att designers kan öka batteriets livslängd med mer än hundra gånger. Mindre avledande effekt i datorprocessorer kan också minska värmen som genereras i bärbara eller stationära processorer.

"Även om fler arbeten måste göras för att utveckla slutprodukten, enheten kan innebära att en normal 5-timmars laddning kan öka till mer än en 500-timmars laddning, "Singh sa." Enheten kan också fungera som en "på/av-omkopplare" för andra periferikomponenter, såsom slutna kameror eller radiofrekvensdämpare, vilket minskar strömmen genom en enhet. Vi har ansökt om ett amerikanskt patent och har påbörjat processen att införliva ett spin-off-företag för att hjälpa oss att ta enheten till marknaden. "

Det föreslagna startföretaget i samband med denna forskning, lyfter fram universitetets inverkan på statens ekonomiska utvecklingsinsatser, inklusive kommersialisering av forskning som bedrivs på Mizzou, arbetskraftsutveckling och arbetstillväxt, livskvalitetsförbättringar för invånarna, och attrahera företag och företag till staten. Företag som kommersialiserar MU -teknik har säkrat hundratals miljoner dollar i investeringar och bidrag för att främja sina kommersialiseringsinsatser. År 2017, Office of Technology Management and Industry Relations rapporterade att 31 amerikanska patent utfärdades till medlemmar i MU -samhället.

Studierna, "Magnetdiodbeteende vid rumstemperatur i 2D -honungskakor" och "Spinnfast kontra magnetisk laddning beställt tillstånd i artificiell bikakegitter av anslutna element, "publicerades i Avancerat elektroniskt material och Avancerad vetenskap , respektive.