WCA March 2020

美国展望

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他们还指出，计算结果表明， SPP 波可在凹角处传递信息 - 而凹 角在微型电路中很常见。 SPP 是一种群体现象。准粒子沿导电金属和电介质之间的界面运 动，在宏观层面上表现为波。 Lakhtakia 解释说，正是 SPP 赋予黄 金特有的光泽；特定条件下，金属中的电子和介质材料中的极化 电荷可相互作用形成 SPP 波。 在这两种材料之间的界面的引导下，即使金属丝发生断裂，或金 属-电介质界面突然终止，这种波仍可继续传播。 SPP 波可在空气中传播数十微米，这个长度相当于 600 个首尾相 连的 14 纳米宽的晶体管，但它们只能在非常接近材料之间的界面 时传播，因此不会产生串扰。然而，目前这种现象的理论基础还不 太明确。 Lakhtakia 很看好这项研究：“我们正在研究的问题放在十年前 是无法解决的。” 林肯跳上“滑板” 福特将于 2022 年推出一款全轮驱动电动林肯 SUV ，这将是福特 汽车首款采用类似滑板的定制电动底盘的车辆。该底盘是由福特 支持的初创公司 Rivian 开发的。福特在 2019 年向 Rivian 投资了 5 亿美元，并计划在 2020 年帮助该公司投产。 Rivian 成立于 2009 年，已从投资者那里筹集了 19 亿美元资金，其 中包括亚马逊，亚马逊已向 Rivian 订购了 10 万辆电动送货车辆。 林肯 SUV 可能会与 Rivian 自己的 R1S 竞争， R1S 是一款电动运动 型多功能车，计划于 2021 年投入生产。预计这两款车型都将使用 Rivian 的“滑板”，这是一种结合了电动机、电池、控制装置和悬 架的灵活平台。 这款新林肯还可能与其他高端 SUV 产品展开竞争，其中包括通用 汽车，通用汽车计划在 2023 年推出至少两款新型电动 SUV ，一款 用于凯迪拉克，另一款可能复兴悍马标志。 据称，福特林肯 SUV 是福特计划在北美和中国推出的福特多款 高端品牌电池动力多功能车中的第一款，福特将在 2021 年末或 2022 年初推出一款紧凑型林肯电动跨界车。 美国汽车工业计划在未来几年内投资数十亿美元来建造全电动 皮卡和 SUV ，但分析人士质疑，消费者和商业需求是否会与预期 产量一致。 随着快递公司和市政当局致力于减少温室气体排放，德国邮政 DHL 集团的 StreetScooter 将于 2020 年进入美国市场。 DHL 最初将在美国两个城市市场使用 StreetScooter 的零排 放 Wo r k L 货车，从 2020 年春季开始， StreetScooter 首席技 术官 Ulrich Stuhec 说，“预计在 2022 年和 2023 年进行全面部 署。” 该行业正按照联合国政府间气候变化专门委员会的规定开展运 营活动，该委员会称， 2010 年，交通运输业的温室气体排放量占 全球排放总量的 14% 。 DHL 已经在德国主要城市推出了“无二氧 化碳的最后一公里运输”计划，包括洛杉矶、伦敦、柏林和东京在 内的 30 多个城市正在努力在 2030 年前建立零排放区。 更环保车辆 城市无污染物流

研究

更多超导体惊喜

《科学》杂志上最新发表的一篇论文表示，库珀对（使超导体无 电阻导电的电子对）也能通过电阻导电。研究小组认为，这些发 现描述了一种全新的物质状态，需要新的理论解释。 布朗大学物理学教授、该论文的通讯作者 Jim Valles 说：“有证 据表明，当薄膜超导体冷却到其超导温度时，这种金属状态会出 现在其中，但这种状态是否与库珀对有关仍是一个悬而未决的问 题。我们开发了一种技术，使我们能够测试这个问题。事实上，库 珀对在这种金属状态下负责传输电荷。有趣的是，没有人能从根 本上确定它们是如何做到这一点的，因此这一发现将需要更多的 理论和实验工作来了解到底发生了什么。” Valles 曾与布朗大学工程学和物理学教授 Jimmy Xu 合作，证明库 珀对也可以产生绝缘状态和超导性。 在非常薄的材料中，它们没有与其它库珀对一起移动来减少电 阻，而是待在原地，“被困在材料中的小岛上，无法跳跃到下一个 岛屿”。 在最新研究中， Valles 、 Xu 和中国同事都在寻找非超导金属态的 铜对，他们使用的技术与发现铜对绝缘体的技术相似。这项技术 涉及到将薄膜超导体与微孔阵列组合在一起，在这里薄膜超导体 为高温超导体钇钡铜氧化物( YBCO )。当材料中有电流通过并暴 露在磁场中时，材料中的电荷载体就会像水环绕排水管一样环绕 这些小孔。 Valles 说，“我们可以测量这些电荷循环的频率。在这种情况下， 我们发现频率是一致的，即一次有两个电子而不是一个。因此，我 们可以得出结论，在这种状态下的电荷载流子是库珀对，而不是 单个电子。” 这种现象在高温超导体中被检测到，这一事实将使未来的研究、 光谱学和其他技术的运用更加实际。 YBCO 在 -181°C 左右开始超 导，而出现金属相则要高于此温度，但与其他超导体的 -273°C 相 比，温度要高得多。 研究人员认为，这种金属状态未来也可能被用于开发新型电子设 备。“科学是建立在发现的基础之上，” Xu 说，“能发现一些全新 的东西是很了不起的。”

元件通信

宾夕法尼亚州立大学的一个国际工程师团队认为，被称为表面等 离子极化激元( SPP )的准粒子沿金属与介电材料之间的界面传 播，可能会解决由元件微型化引起的问题。 宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学系教授 Akhlesh Lakhtakia 说：“微电子芯片无处不在。金属丝连接状态下信号传播的延迟 时间、导致金属温度升高的电损耗以及因微型化和致密化导致的 相邻连接之间的串扰，限制了这些芯片的速度。”

研究人员曾寻求各种方法来解决在“不断缩小的电路世界”中连 接各种微型元件的难题。

虽然光电子因其速度而具有吸引力，但这种方法有问题，由于光 的波导比当前的微电子电路大，因此难以在它们之间形成连接。

研究小组在《科学报告》中发表的一篇论文中称，“信号可能由 SPP 波通过微电子芯片中的数十微米[空气]传递”，而且“信号可 以长距离传输而不会严重失真”。

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Wire & Cable ASIA – March/April 2020

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