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2020年10月6日 · 2020-10-06. 分享本文. 電磁之間會產生交互作用，例如中學物理談到的電流磁效應（電流產生磁場），電磁感應（磁場改變產生電流）等等；而在特殊材料中，電與磁之間會有耦合（coupling）的現象，也就是說，該材料的電性會被磁場影響，磁性會被電場影響，產生所謂的磁電效應（magnetoelectric effect，ME）。 磁電效應在感測器與資料儲存技術佔有重要地位。 近日，維也納技術學院（Technische Universität Wien）固態物理研究所研究一個特殊晶體的磁電效應，發現人類過去未知的磁電效應型態，若成功將該原理商用，有望優化資料儲存效能。 研究團隊將論文發表在《npj Quantum Materials》期刊上。 研究論文 傳送門.
2021年5月20日 · 無磁馬達使用電感技術，成本更低且效率更高、更環保 因此，產業界研究不需要磁鐵的電動馬達，而德國廠 Mahle 近日發表了一個樣本。 目前使用磁鐵的馬達，內部都有旋轉的接觸裝置，將電力傳輸到轉子的銅線圈。
- 傳統電腦用電子運算，產生大量廢熱
- 研究人員使用奈米尺度的磁疇壁，改變自旋波的相位
- 自旋傳遞轉矩現象：磁疇壁因為自旋波而位移
- 除了傳統 0、1 位元運算，自旋波也有望應用於量子運算
傳統電腦使用電子運算，但這種運算方式的效能較差，會產生大量廢熱，不僅能源使用效率低，還必須安裝散熱系統，增加電腦的體積與重量，並用額外的能源來「散熱」。 因此科學家尋找新型的運算方式，而自旋波是可行的替代方案。自旋波（spin wave）是電子的一種量子特性，由許多電子的自旋組成。自旋波運算的優點，是它消耗的電能極少，幾乎不產生廢熱。但是自旋波需要透過電流控制，而過去的控制介面是尺度較大的塊材（bulky component），有訊號雜音的問題，運算性能也難以提升。 近期，MIT 的科學家透過奈米尺度的疇壁（domain wall）控制自旋波的狀態，讓它精確的代表 0、1 兩個位元，提升自旋波運算的可行性。
詳細構造是這樣的：研究人員打造了奈米尺度的磁疇壁（magnetic domain wall），並將它置入於一種具有特殊晶格結構的磁性材料中間。在電路的一側，研究人員激發材料，讓它產生自旋波，當自旋波穿過磁疇壁時，磁振子（magnon）就會沿著相反的方向旋轉，導致自旋波的相位、震幅變化，讓電腦執行運算。 但自旋波通過磁疇壁時，自旋波的會相位急遽變化，導致傳輸功率下降。實驗中，研究人員在電路的另一側設置了天線，用來檢測和傳輸輸出的訊號。結果證實，輸出的訊號相位翻轉了 180 °，強度比輸入的自旋波明顯下降。
科學家從上述現象，發現自旋波與磁疇壁間的交互作用。沒有磁疇壁，電路會均勻磁化（uniformly magnetized）；有了磁疇壁，電路就會產生分裂的調變波（split, modulated wave）。 透過控制自旋波，研究人員也發現，磁疇壁的位置可以控制。研究人為提升自旋波的能量，誘發磁振子自旋，磁疇壁因此被拉向波源；這種現象稱為「自旋傳遞轉矩」（spin-transfer torque）。研究團隊使用磁式電子顯微鏡觀測，證實磁疇壁有微米等級的位移。 參與研究的 Luqiao Liu 用水管的比喻說明上述現象：「這整個電路就像是個水管，閥門（籌壁）控制通過水管（介質材料）的水流（自旋波），如果把水加壓到一定程度，它就會衝破閥門，將水往下推，但不同的是，自旋波加強到一定程度，它會移動磁疇...
這種透過自旋波的運算技術，未來可以進行波的相關運算，例如快速傅立葉變換（fast Fourier transform）等訊號處理技術。研究團隊的下一個研究目標，是優化材料，減少訊號雜訊，並加快自旋波狀態的變換速度。 此外，研究團隊也打算研究雙重通道，讓兩個自旋波產生量子干涉，因而執行量子運算，提升自旋波運算的速度。 Luqiao Liu 表示，「人類正在尋找矽以外的運算材料，自旋波運算是可行的方案，藉由磁疇壁，我們可以控制自旋波，讓它產生兩種不同的狀態，分別代表 0、1 位元。此外，它們消耗的能量極低。」 用自旋波運算聽起來很「玄」，但如果成功商用的話，就可以省去散熱元件的重量，打造更輕、更節能的電腦；若成功開發量子運算模式，這也將成為量子電腦的一種方案。不知道未來發展會如何，我們就期待這款...
2018年9月6日 · 首先，磁帶的讀寫，需要透過磁帶機與磁頭的使用，而磁帶平常不使用時，也會被存放於被稱為磁帶館的設施裡面，從過往的人工管理，到現在已經有自動化機械手臂的現代機種，磁帶的存取依然要經過找尋資料、取得正確的磁帶、放入磁帶機、磁帶轉至正確位置後開始讀寫等一連串指令，相較於硬碟與隨身碟來說不方便許多。 然而，根據研究顯示，雖然在前置作業上，比起隨身碟與硬碟的數秒鐘時間，全自動磁帶處理需要約 40 秒才能完成讀取準備，一旦準備就緒， 資料的讀寫速度卻是飛快的提升，最新的磁帶技術甚至可以將速度提升到一般硬碟的三到四倍， 對於需要短時間內存取大量資料的研究單位而言，磁帶的運用非常廣泛。 The mesmerizing work of a tape storage robot. Watch on.
2021年2月17日 · 環磁機（圖片來源： 維基百科 ） 攜手 MIT，打造首個「淨能量增加」的核融合反應爐. 為了穩定電漿狀態，CFS 的一大部分研究也集中在改進環磁機，製造出效果更好的磁鐵。 更強的磁鐵，意味著電漿的絕緣性更好、被加熱的效率更高，產生的能量也就越多，最終產生淨能量（net energy）。 CFS 的機器運作時，溫度將落在 1 億攝氏度左右。 CFS 與美國麻省理工學院（MIT）正在攜手進行一個名為 SPARC 的項目， 希望在 2025 年以前成為第一個達到「淨能量增加」（net energy gain）的核融合反應爐 ，使產生的能量多於消耗的能量，熱能將水變為蒸汽，即可推動汽輪發電機組發電。
2023年6月1日 · 台達工業自動化. 2023-06-01. 分享本文. 時序進入夏季，超過 30 度以上的高溫天氣越來越頻繁，在炎熱夏天中動輒數千破萬的電費帳單已經讓一般民眾吃不消，用電量更大的建築、工廠等場域電費更為驚人。 面對壓力山大電能消耗，除了改變用電行為外，台達機電事業群驅動產品事業部研發中心資深經理邢雷鍾指出還有其他更有效率的節能做法，「用電高峰的夏季，空調佔建築電量 40%，如果使用磁浮壓縮機則可節能 40%，40% 乘以 40% 就可省下整體建築 16% 的電能，效果非常明顯。 大樓建築只是磁浮壓縮機的應用場域之一，「這些場域如果都能導入磁浮壓縮機，將讓產業與社會大眾在節能的同時，仍維持正常產能、享受舒適生活，真正達到經濟發展與環境保護的雙贏願景。
2020年4月27日 · 分享本文. 記憶體示意圖，非 MRAM。 【為什麼我們要挑選這篇文章】目前傳統記憶體 DRAM、NAND Flash 面臨微縮問題，也難以滿足 AI、5G 等高速運算需求，因此三星、台積電等半導體廠投入研發 MRAM 記憶體技術。 MRAM 不但可微縮到 10 奈米以下，也兼具耗能低、讀寫速度快、斷電資料不消失等特點，被半導體業界視為下世代的夢幻記憶體技術，將成為人工智慧與機器學習應用的關鍵硬體。 （責任編輯：郭家宏） 目前記憶體市場以 DRAM 與 NAND Flash 為主流，而近年來，在人工智慧、5G 等需求推升下，新興記憶體 MRAM（磁阻式隨機存取記憶體）逐漸成為市場焦點，是什麼原因吸引台積電、英特爾與三星等半導體大廠，相繼投入研發？
