http://www.physorg.com/news/2011-08-strain-enable-ultra-low-energy.html
August 15, 2011
藉由結合二種先進技術 -- 自旋電子學（spintronics）以及應變電子學（straintronics，形變電子學），一個來自 Virginia Commonwealth 大學的研究團隊已設計出也許是世上最小器（miserly）的 IC。
他們所提議的設計在運行時所消耗的能量如此之少，以至於連電池都免了；它只靠汲取來自於環境的環境能源（ambient energy）就能運作。那並非傳統基於電荷的、用來將基本的 0 與 1 電腦術語編碼的電子式切換器，自旋電子學是駕馭自然的電子自旋 -- 上或下 -- 來儲存資料位元。
朝某方向自旋你就得到一個 0；朝另一個方向自旋 -- 通常藉由施加磁場，或透過自旋極化的（spin-polarized）電流脈衝 -- 你就得到一個 1。在切換期間，自旋電子所用的能量遠遠少於基於電荷的電子學。然而，當提昇可用的處理速度時，節省的能量大部分都耗損在「將來自外在世界的能量轉換成磁力」的機制中。
一如在 AIP 的 Applied Physics Letters 期刊中所提，解決辦法是使用一種特殊等級的複合結構，稱為多鐵性（multiferroics）。這種複合結構是由一層壓電材料與磁致伸縮奈米磁鐵（magnetostrictive nanomagnet，那會改變形狀以回應應變）緊密接觸而成。當一微小電壓施加到整個結構時，會在壓電層產生應變，那接著轉移到磁致伸縮層。
這種應變旋轉了磁性方向，達成「翻轉」。若選擇適當的材料，耗散的能量能有 0.4 阿焦耳（attojoules）這麼低，大約是 1 x 10^-18 焦耳。所提議的設計將創造出一種功率超低卻有高密度、非揮發性的磁性邏輯與記憶系統。
處理器將十分適合可植入式醫療裝置，而且光靠收成來自病患身體運動的能量就能夠運作。在其他有趣的可能性中，它們亦能被整合到與浮標接合的（buoy-mounted）電腦，那能夠收成來自海浪的能量。
※ 相關報導：
＊ Hybrid spintronics and straintronics: A magnetic technology for ultra low energy computing and signal processing
http://apl.aip.org/resource/1/applab/v99/i6/p063108_s1
Kuntal Roy, Supriyo Bandyopadhyay, and Jayasimha Atulasimha＊ 微晶片以極端睡眠模式創最低耗電記錄
Appl. Phys. Lett. 99, 063108 (2011); (3 pages)
doi:10.1063/1.3624900
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