美國NASA(美國宇航局)格倫研究中心研制出一種新型的納米離子射頻(RF)開關,非常適用于依賴低功率RF傳輸的設備,如汽車系統、RFID技術以及智能手機等。這些開關能夠以半導體開關的速度運行,并且相比MEMS開關可靠性更高,同時具有MEMS開關所具備的優異的RF性能和低功耗優勢,而且無需更高的運行電壓。
這款可逆的電化學開關相比微機械開關的優勢包括:無揮發性、無可能失效的可動部件、方便且高效的開關切換以及易于制造。
納米離子開關的原理:陽極產生離子,并遷移形成固態電解質,當在兩極施加一個正偏置電壓時,負極會逸出電子,從而在正負極之間生長金屬納米線。一旦納米線生長到在兩極之間形成導電通路,則開關閉合,不像MEMS或基于半導體技術的開關,此時便不再需要電能來維持聯接。而聯接的過程很容易通過施加一個負偏置電壓而逆轉,使納米線移除從而實現開關打開。聯接和斷開的過程大約僅需1納秒。
納米離子材料可以通過這種方式沉積從而形成多層控制電路,能夠潛在的縮小電路尺寸,降低整體電路損耗,并簡化集成。這款開關比MEMS開關(50-60V),其供電電壓僅需1V,并且,僅需采用5步傳統的集成電路制造工藝便可制得。