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《美国能源部阿贡国家实验室建造了阿贡量子铸造厂》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： 李衍
  • 发布时间：2023-05-19
  • 据newswise网报道，4月19日美国能源部阿贡国家实验室剪彩庆祝阿贡量子铸造厂的建立，作为其加速量子信息科学进步任务的一部分。该铸造厂是美国中西部独一无二的量子研究材料和数据的国家来源。与会者参观了6000平方英尺的研究设施。

    阿贡量子铸造厂是阿贡国家实验室量子计划的关键部分，由Q-NEXT牵头创建，Q-NEXT是美国能源部国家量子信息科学研究中心，位于阿贡，成立于2020年。该铸造厂的建立和运营是Q-NEXT的主要组成部分，并使其成为量子研究中心。Q-NEXT任务的一部分是向研究人员提供量子材料，以满足量子信息研究的关键需求。


  • 原文来源：https://www.newswise.com/doescience/new-foundry-to-accelerate-quantum-information-research-at-argonne-national-laboratory/?article_id=790938
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    • 编译者：魏韧
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    • 2020年7月22日，在美国能源部（DOE）的阿贡国家实验室举行的社交仪式上，来自美国能源部，阿贡和芝加哥大学的领导人为美国X射线科学的未来奠基。 该大楼将容纳新的原位纳米探针和高能X射线显微镜两条光束线，将APS产生的超亮X射线传输到先进的科学仪器。 原位纳米探针（ISN），这条250米的束线专门设计用于紧密聚焦的原位成像。光束可以聚焦到20纳米，并且在光学器件和样品之间提供了足够的空间，改变样品的环境（可通过温度、压力和其他方法），并以极高的分辨率跟踪这些变化产生的影响。ISN的应用之一是更精确地揭示电池内部的电化学反应，有望在延长电池寿命方面取得突破。 高能X射线显微镜（HEXM），为使高能X射线能穿透更厚的材料而设计。这条180米的光束线将能量与更高的聚焦能力结合，使科学家能够更精确地绘制材料的成分图。同时HEXM具备原位测量潜力，将成为材料科学和工程应用的目标光束，应用之一是进行飞机发动机叶片压力测试，查看其材料形成裂纹的位置，并了解如何防止裂纹产生。 该大楼将耗资8.15亿美元，建设计划于今年秋天开始，2022年中竣工，预计2023年下半年开始APS升级。 APS本质上是像体育场一样大的X射线显微镜，每年吸引全球5000多名科学家，开展从化学到生命科学到材料科学到地质学等诸多领域的研究。升级过程将用最先进的磁体晶格系统取代电子存储环，使产生的X射线的亮度提高500倍，还将围绕现有的存储环建造九条新的光束线。 APS升级不仅是令人兴奋的科学项目，对于确保阿贡国家实验室和美国继续保持在X射线科学领域的世界领先地位至关重要。这两条新的光束线将用于开发对抗病毒性流行病的节能耐用的材料和工具。它们比目前APS上的光束线长大约三倍，使光子从源头进一步传播到分析的样品上，该距离允许聚焦更多的X射线束，科学家可以实时观察最小的计算机芯片内部最细微的结构。 新设施还具有强大的原位成像功能，这意味着科学家们在改变周围环境的同时观察样品，可以精确测量温度、压力和其他因素对先进材料的影响，朝着创造可用于从飞机发动机到太阳能电池的下一代部件迈出的重要一步。 APS向美国和世界各地的科学家创造最先进、最全面的设施，将改变整个X射线科学的格局。对于APS的用户来说，这些升级将彻底改变探索科学边界的能力和视野，长束线大楼为提供了充分利用升级功能的条件。
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  • 《美国能源部资助阿贡国家实验室400万美元用于二维材料微芯片研究》
    • 来源专题：集成电路
    • 发布时间：2024-04-01
    • 据官网2月22日报道，美国阿贡国家实验室宣布获得美国能源部（DOE）先进材料和制造技术办公室的“二十年能源效率规模化（EES2）”计划拨款400万美元，用于使用原子层沉积（ALD）技术研发超低能耗微芯片的新材料和器件。这项研究将持续两年半时间，旨在利用阿贡国家实验室在ALD技术方面的开创性工作，并结合斯坦福大学、西北大学和博伊西州立大学的专业优势，合作开发出电力使用量为目前芯片五十分之一的微芯片，为微电子寻找节能解决方案。 ALD技术可以在复杂的3D基板上制备各种薄膜，是制造超低功率电子设备的理想技术。这项项目研究的关键创新是阿贡国家实验室的科学家使用ALD技术重新设计微芯片，开发出一种基于MoS2的2D半导体场效应晶体管（2D FET）和存算一体晶体管（又称记忆元件晶体管），以缩小微处理器之间的差距。由于不使用3D硅薄膜将存储器和逻辑器堆叠在一起，为微芯片留下了更多空间进行更有效堆叠，有可能减少90%的能源使用量。阿贡国家实验室的科学家正在研究ALD MoS2在存算一体晶体管中的应用，用于构建神经形态电路的电子元件。神经形态电路模仿大脑中神经元之间的连接，制造出能耗显著减少的微芯片。与传统的硅器件相比，神经形态电路有可能使用目前芯片一百万分之一的能量。 通过在高温下生长MoS2，2D FET和存算一体晶体管已经在实验室成功实现。阿贡国家实验室的科学家希望将这项技术提升到中试规模演示的新水平，通过在低温下将MoS2沉积在披萨大小的大尺寸晶圆上满足商业制造需求。在这个DOE研发项目中，研究团队将确保ALD MoS2与当前的半导体制造工艺兼容。 合作机构的科学家将利用其独特专业知识推进项目的特定领域。斯坦福大学将开发2D-FET器件，西北大学将使用ALD MoS2开发存算一体晶体管，博伊西州立大学将对ALD MoS2涂层进行先进表征以评估材料质量。 在实验工作的同时，阿贡国家实验室还使用高性能计算机对集成2D材料的电路进行建模和模拟，并进行能源节约测量以及与当前硅技术性能比较。
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