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Massenproduktion von Bioprozessoren

28.02.2016

Ein Bioprozessor ist ein SiP-fähig, wenn das Gerät über die entsprechenden Sensoren verfügt, um Messungen verschiedener Vitalfunktionen des Besitzers (EKG, GSR, Körpertemperatur usw.) bereitzustellen.

Der koreanische Riese hat eine offizielle Pressemitteilung zu dieser Entwicklung veröffentlicht. Das Unternehmen berichtet, dass genau dieser Bio-Prozessor, der sich hinter der Katalognummer S3FBP5A verbirgt, bereits in Produktion ist.

Das neue SiP umfasst eine analoge Schnittstelle (AFE), einen Cortex-M4-Mikrocontroller, eine integrierte Leistungssteuerungsschaltung (PMIC), einen digitalen Signalprozessor (DSP) und einen 512-kB-eFlash-Speicher. All dies ermöglicht es der Lösung, Signale von Sensoren zu verarbeiten, ohne dass für jeden von ihnen externe Verarbeitungseinheiten erforderlich sind. Es stimmt, einige Quellen behaupten aus irgendeinem Grund, dass Bio-Processor in der Lage ist, die oben erwähnten Indikatoren des Besitzers überhaupt ohne Sensoren zu verfolgen, aber das ist natürlich nicht wahr.

Durch die Integration mehrerer Blöcke benötigt die Entwicklung von Samsung viermal weniger Platz als die heute üblichen kombinierten Lösungen, die das gleiche Aufgabenspektrum erfüllen können.

Die genaue Liste der SiP-Funktionen können Sie auch der Pressemitteilung entnehmen. So ist der Bioprozessor in der Lage, bioelektrische Impedanz, Photoplethysmogramm, Elektrokardiogramm, Hauttemperatur und galvanische Hautreaktionen zu messen und aufzuzeichnen. Mit diesen Daten können Sie wiederum den Massenanteil von Fett im Körper berechnen, die Herzfrequenz bestimmen und das Stressniveau anzeigen.

Bei fertigen Geräten soll die Entwicklung von Samsung noch in der ersten Hälfte dieses Jahres erscheinen.

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Li-Ionen-Festelektrolyttransistor 22.11.2020

Einer der heißesten Bereiche der angewandten Physik, die Spintronik, befasst sich mit Geräten, die den Spin von Elektronen nutzen, um nützliche Funktionen auszuführen. Diese grundlegende Quanteneigenschaft zu messen und im Allgemeinen zu manipulieren, bleibt jedoch eine schwierige Aufgabe.

Die Ergebnisse der Studie, die von einem Team von Wissenschaftlern der Universität Tokio und des National Institute of Materials Science (NIMS) durchgeführt wurde, sollten dazu beitragen, einige der Einschränkungen aktueller spintronischer Geräte wie übermäßigen Stromverbrauch, niedrige Betriebstemperaturen, und der Bedarf an seltenen und teuren Materialien.

Japanische Ingenieure haben eine einfache, aber effektive Strategie zur Änderung des Magnetisierungswinkels in einem typischen ferromagnetischen Material, Magnetit (Fe3O4), vorgestellt.

Das Team war in der Lage, einen Redox-(Redox-)Transistor zu entwerfen, der einen dünnen Film aus Magnetit auf Magnesiumoxid und einen festen Lithiumsilikatelektrolyten mit einem Mikrozirkoniumzusatz enthielt. Die Einführung von Lithium-Ionen in einen Festelektrolyten ermöglichte es, den Magnetisierungswinkel bei Raumtemperatur zu drehen und die Dichte der Elektronenträger signifikant zu verändern. Diese Drehung der Magnetisierung wird durch eine Änderung der Spin-Bahn-Kopplung aufgrund der Injektion von Elektronen in den Ferromagneten verursacht.

Im Gegensatz zu früheren Versuchen zur Steuerung des Magnetisierungswinkels, bei denen starke externe Magnetfelder oder Spinströme verwendet wurden, basiert der neue Ansatz auf einer reversiblen elektrochemischen Reaktion. Nach Anlegen einer äußeren Spannung wandern Lithium-Ionen von der oberen Elektrode (Lithium-Cobalt-Oxid) durch den Elektrolyten in die Magnetitschicht. Die Ionen werden in die Struktur dieses Materials eingebracht, bilden die Verbindung LixFe3O4 und bewirken durch Ladungsträgeränderungen eine merkliche Drehung seines Magnetisierungswinkels.

Unter Ausnutzung dieses Effekts war es in Experimenten möglich, den Magnetisierungswinkel um etwa 10° reversibel zu verändern. Durch eine Erhöhung der Spannung konnten die Autoren die Magnetisierung sogar um 56° drehen, allerdings waren solche Änderungen aufgrund von Verzerrungen der Kristallstruktur durch deren Übersättigung mit Lithium-Ionen nicht mehr vollständig reversibel.

Die resultierende Vorrichtung hat einen relativ einfachen Aufbau, sie ist leicht industriell herstellbar. Die Möglichkeit, die Magnetisierung bei Raumtemperatur zu steuern, rückt das Erscheinen wirtschaftlicher spintronischer Geräte für ein breites Spektrum praktischer Probleme deutlich näher.

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