Onderzoekers van de universiteiten van Bristol en Southampton, in samenwerking met Microsemi, hebben een betrouwbare werking van micro-elektromechanische relais aangetoond door de contacten te coaten met nanokristallijne lagen grafiet, om ultra-low-power elektronica voor ruwe omgevingen mogelijk te maken.

Micro- en nano-elektromechanische relais hebben in feite geen lekstroom en kunnen werken bij veel hogere temperaturen en stralingsniveaus dan solid-state transistors. Dergelijke geminiaturiseerde relais hebben een groot potentieel om slimme elektronische componenten te realiseren met geïntegreerde detectie, verwerking en bediening die extreem energiezuinig zijn.

Het werk, gepubliceerd in Koolstof , laat zien hoe films van nanokristallijn grafiet met een dikte van tientallen nm de relaistips beschermen tegen degradatie gedurende miljoenen schakelcycli en zorgen voor een betrouwbaar elektrisch contact.

De relais zijn ontworpen door Dr. Sunil Rana, een senior postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij Bristol. Het werk werd uitgevoerd als een samenwerking tussen Bristol's Microelectronics onderzoeksgroep onder leiding van Dr. Dinesh Pamunuwa, en de groep van Dr. Harold Chong aan de Southampton University, met dr. Jamie Reynolds en dr. Suan Hui Pu.

Dr Pamunuwa, Lezer in Micro-elektronica bij de afdeling Electrical and Electronic Engineering aan de Universiteit van Bristol en corresponderende auteur op het papier, zei:"Dit is een baanbrekend resultaat dat de weg zou kunnen effenen voor een nieuwe klasse van extreem energiezuinige elektronische componenten voor gebruik in opkomende paradigma's zoals autonome sensorknooppunten in het Internet-of-Things.

"De relais zijn bestand tegen temperaturen van meer dan 225˚C en kunnen gemakkelijk stralingsdoses absorberen die twee orden van grootte hoger zijn dan transistors kunnen weerstaan. De uitdaging was om ze betrouwbaar te maken, en deze dunne films van nanokristallijn grafiet werken effectief als een geleidend vast smeermiddel, het beschermen van de relaiselektroden terwijl ze miljoenen keren fysiek contact maken en verbreken."