Машины-монстры: Самое маленькое электромеханическое реле, срабатывающее от напряжения в 50 милливольт - «Наука и технологии»

Существует мнение, что практически все устройства из разряда Интернета Вещей (Internet of Things, IoT) следующих поколений будут сами снабжать себя требующейся для их работы энергией. Однако, тонкая "струйка" тепловой энергии, энергии света, радиоволн и даже энергии метаболизма колоний бактерий не сможет обеспечить электрический потенциал, необходимый для работы электронных транзисторов. Решением этой проблемы может быть полный отказ от использования транзисторов и замена их наноразмерными быстродействующими электромеханическими переключателями (nanoelectromechanical (NEM) relay).

Подобный переключатель, своего рода самое маленькое электромеханическое реле на сегодняшний день, был разработан специалистами из Калифорнийского университета в Беркли. Это устройство надежно срабатывает при напряжении всего в 50 милливольт, что составляет 15-ю часть от напряжения, требующегося для отпирания транзистора, являющегося основой современных процессоров. Более того, у нового NEM-реле полностью отсутствует ток собственной утечки, который становится все большей проблемой при уменьшении размеров полупроводниковых транзисторов.

Исследователи из Калифорнийского университета работают над созданием микроэлектромеханических систем (MEMS) уже больше десятилетия, уделяя особое внимание их функционированию при низком напряжении. И в конструкции нового NEM-реле были использованы все их достижения в данной области. Вторым новшеством является конструкция контактов реле. В обычных электромагнитных реле надежное срабатывание достигается за счет значительных механических усилий, прикладываемых к контактам, в микроскопическом же реле это решено за счет использования особой формы контактных площадок и нанесения на их поверхность специального "смазочного" слоя одноатомной толщины.