Новое запоминающее устройство, изготовленное из сегнетоэлектрического нитрида алюминия-скандия, может выдержать экстремальные температуры до 600 градусов по Цельсию, почти как на Венере
Фото сгенерировано с помощью chatgpt.com, freepik.com
Ни для кого не секрет, что в жаркие дни смартфоны и другая техника перегревается и перестает нормально работать. Главная проблема в материале, из которого изготовлена память устройства — электроны из памяти «выскальзывают», что приводит к потере информации и выходу гаджета из строя. Однако ученые смогли решить проблему перегрева.
Исследовательская группа из Пенсильванского университета под руководством Дипа Джаривалы и Роя Олссона разработала энергонезависимую память (NVM), которая не выходит из строя, когда температура доходит до 600 градусов по Цельсию.
Технология NVM не совсем новая. Она используется в устройствах хранения данных, таких как флешпамять, где информация может храниться без активной мощности. Термостойкость нового NVM обусловлена материалом, называемым сегнетоэлектрическим нитридом алюминия-скандия (AlScN).
Читайте также: Ученые смогли повысить эффективность батарей благодаря беспорядку
Однако, в отличие от традиционных флеш-накопителей на основе кремния, которые начинают выходить из строя при температуре около 200 градусов по Цельсию, вышеупомянутый материал выдерживает втрое более высокую температуру.
«Кристаллическая структура AlScN обеспечивает нашему устройству значительно более стабильные и прочные связи между атомами, а это значит, что он не только термостойкий, но и довольно прочный. Конструкция и свойства нашего устройства памяти позволяют быстро переключаться между электрическими состояниями, что имеет решающее значение для записи и чтения данных на высокой скорости», — объясняет Джаривала.
Запоминающее устройство, которое может надежно сохранить данные при температуре до 600° Цельсия. Фото: penntoday.upenn.edu
Как работает технология
Устройство имеет структуру металл-изолятор-металл с никелевыми и платиновыми электродами и тонким слоем AlScN толщиной 45 нм. Это примерно в 1800 раз тоньше среднего человеческого волоса. Исследователи потратили месяцы, чтобы достичь толщины, которая обеспечит производительность памяти при высоких температурах, но при этом не ухудшится из-за активности.
Результаты опытов показали, что устройство подвергается миллиону циклов чтения-записи и поддерживает стабильный коэффициент включения-выключения в течение более чем 6 часов. Обе возможности, по словам ученых, являются беспрецедентными для NVM.
Вас может заинтересовать: Создана технология, которая обезопасит любую электронику под водой
Новое устройство конструктивно совместимо с высокотемпературными устройствами из карбида кремния, предназначенными для работы в экстремальных температурах. Исследователи считают, что помимо создания устройства, которое может использоваться для исследования других планет, оно сможет устранить пробелы в существующих вычислительных архитектурах.
Например, разделение процессора и памяти неэффективно, поскольку данные должны перемещаться между этими компонентами. Это может привести к возникновению узких мест, как в случае с огромными объемами данных, обрабатываемых в наши дни для разработки моделей ИИ.
Напомним, ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории США разработали прорывную технологию проточного аккумулятора, которая предвещает революцию в методах сохранения энергии, в частности полученной из возобновляемых источников.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Ученые изобрели первый в мире «квантовый полупроводник»
Microsoft открыла новый материал, который заменит обычные аккумуляторы
Создан аккумулятор, который заряжается за считанные минуты
По материалам Interesting Engineering
