Forskare från universiteten i Bristol och Southampton, i samarbete med Microsemi, har visat pålitlig funktion av mikroelektromekaniska reläer genom att belägga kontakterna med nanokristallina lager av grafit, för att möjliggöra ultralågeffektelektronik för tuffa miljöer.

Mikro- och nanoelektromekaniska reläer har faktiskt noll läckström och kan arbeta vid mycket högre temperaturer och strålningsnivåer än halvledartransistorer. Sådana miniatyriserade reläer har stor potential att realisera smarta elektroniska komponenter med integrerad avkänning, bearbetning och aktivering som är extremt energieffektiva.

Arbetet, publiceras i Kol , demonstrerar hur filmer av nanokristallin grafit som har en tjocklek på tiotals nm skyddar reläspetsarna mot nedbrytning under miljontals kopplingscykler och ger en pålitlig elektrisk kontakt.

Reläerna designades av Dr Sunil Rana, en senior postdoktoral forskarassistent vid Bristol. Arbetet utfördes som ett samarbete mellan Bristols forskargrupp för mikroelektronik under ledning av Dr Dinesh Pamunuwa, och Dr Harold Chongs grupp vid Southampton University, med Dr Jamie Reynolds och Dr Suan Hui Pu.

Dr Pamunuwa, Läsare i mikroelektronik vid institutionen för elektrisk och elektronisk teknik vid University of Bristol och motsvarande författare på tidningen, sa:"Detta är ett genombrottsresultat som kan bana väg för en ny klass av extremt energieffektiva elektroniska komponenter för användning i framväxande paradigm som autonoma sensornoder i Internet-of-Things.

"Reläerna tål temperaturer över 225˚C och kan enkelt absorbera stråldoser som är två storleksordningar högre än vad transistorer klarar av. Utmaningen har varit att göra dem tillförlitliga, och dessa tunna filmer av nanokristallin grafit fungerar effektivt som ett ledande fast smörjmedel, skyddar reläelektroderna när de fysiskt skapar och bryter kontakt miljontals gånger."