Ten dysk może pracować w temperaturze 600°C. Nowe odkrycie naukowców

Ekstremalne warunki wymagają innowacyjnych rozwiązań technologicznych. Naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii stworzyli pamięć ferrodiodową, która może pracować w temperaturze 600 st. Celsjusza, co stanowi przełom w dziedzinie przechowywania danych w trudnych warunkach.

Pamięć ferrodiodowa.Pamięć ferrodiodowa.
Źródło zdjęć: © Penn Today | Eric Sucar

Rozwiązanie Uniwersytetu Pensylwanii

Zwykłe dyski półprzewodnikowe są projektowane do działania w standardowych warunkach. Kiedy temperatura znacząco wzrasta, elektrony przechowujące dane stają się niestabilne i zaczynają uciekać. To prowadzi do awarii urządzenia i utraty danych.

Aby zaradzić temu problemowi, naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii opracowali pamięć na bazie nieulotnych diod ferroelektrycznych, zwanych ferrodiodami, które są wyjątkowo odporne na wysokie temperatury. Szczegóły tego projektu zostały opisane w artykule "A scalable ferroelectronic non-volatile memory operating at 600 °C" opublikowanym w czasopiśmie "Nature".

Konstrukcja i materiały

Pamięć wykorzystuje konstrukcję typu metal-izolator-metal, z elektrodami niklowymi i platynowymi. Kluczowym elementem jest cienka warstwa (45 nm) zsyntetyzowanego azotku glinu i skandu (AlScN). Materiał ten zapewnia wyjątkowe właściwości dzięki zdolności do utrzymywania stanu elektrycznego ("włączenia" lub "wyłączenia" reprezentującego jedynki i zera danych cyfrowych) po usunięciu zewnętrznego pola elektrycznego, nawet w bardzo wysokich temperaturach.

Grubość tej warstwy jest kluczowa. Dhiren Pradhan, doktor pracujący w laboratoriach nad nową pamięcią, wyjaśnił, że jeśli warstwa jest zbyt cienka zwiększona aktywność prowadzi do dyfuzji i degradacji materiału. Z kolei zbyt gruba warstwa uniemożliwia przełączanie ferroelektryczne, ponieważ napięcie przełączania skaluje się wraz z grubością, co ogranicza zastosowanie w praktycznych warunkach. Z tego powodu laboratorium Pradhana i laboratorium Roya Olssona przez wiele miesięcy pracowały nad znalezieniem odpowiedniej grubości warstwy.

Testy w ekstremalnych warunkach

Pamięć ferrodiodowa została przetestowana w ekstremalnych warunkach – działała przez ponad 60 godzin w temperaturze 600°C.

Nowa technologia może być wykorzystana w urządzeniach pracujących w ekstremalnych temperaturach. Deep Jariwala z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Pensylwanii, w rozmowie z serwisem Penn Today, zaznaczył, że urządzenia pamięciowe zdolne do pracy w wysokich temperaturach mogą znaleźć zastosowanie w rozmaitych dziedzinach: od głębokich odwiertów na Ziemi po eksplorację kosmosu. Jariwala podkreślił, że nowa pamięć nie tylko ulepsza istniejące urządzenia, ale także otwiera nowe możliwości w nauce i technologii.

Inne możliwości zastosowania

Deep Jariwala wskazał również, że pamięć ferrodiodowa może usprawnić układy oparte na węgliku krzemu, umożliwiając integrację przetwarzania i przechowywania danych na jednym chipie. Określił to mianem "obliczeń wspomaganych pamięcią", co powinno przyspieszyć procesy związane z przetwarzaniem dużych ilości danych w trudnych warunkach, wspierając rozwój sztucznej inteligencji.

Wybrane dla Ciebie
Nowe tropy w sprawie odwrotu Napoleona. Badacze przebadali zęby żołnierzy
Nowe tropy w sprawie odwrotu Napoleona. Badacze przebadali zęby żołnierzy
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p
Wspólna koncepcja. Czym właściwie jest świaodmość?
Wspólna koncepcja. Czym właściwie jest świaodmość?
Otworzyli sarkofag sprzed 2 tys. lat. Szczątki zachowały się wyjątkowo dobrze
Otworzyli sarkofag sprzed 2 tys. lat. Szczątki zachowały się wyjątkowo dobrze
Gboard na Androida ma nowe opcje. Sprawdź aktualizację
Gboard na Androida ma nowe opcje. Sprawdź aktualizację
Efekt zmian klimatycznych. Mikroorganizmy budzą się po latach
Efekt zmian klimatycznych. Mikroorganizmy budzą się po latach
To był największy wybuch w historii. Car-bomba wywołała globalny niepokój
To był największy wybuch w historii. Car-bomba wywołała globalny niepokój
Zmiany w Messengerze. Przygotuj się
Zmiany w Messengerze. Przygotuj się
Nowa gra ze świata Wiedźmina w fazie przygotowań. Szukają scenarzysty
Nowa gra ze świata Wiedźmina w fazie przygotowań. Szukają scenarzysty