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

Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Sen i ryzyko demencji. Są nowe odkrycia
Sen i ryzyko demencji. Są nowe odkrycia
Do 2500 r. może jej już nie być. Alarmujące prognozy dla syberyjskiej tundry
Do 2500 r. może jej już nie być. Alarmujące prognozy dla syberyjskiej tundry
Galaktyka Cygaro. Miejsce, gdzie gwiazdy rodzą się szybciej
Galaktyka Cygaro. Miejsce, gdzie gwiazdy rodzą się szybciej
Tak formują się planety. Odkrycie naukowców to potwierdza
Tak formują się planety. Odkrycie naukowców to potwierdza
Ludzie od zawsze o tym marzyli. Pojawia się jednak pewien problem
Ludzie od zawsze o tym marzyli. Pojawia się jednak pewien problem
Masz głośnych sąsiadów? Szwajcarzy znaleźli na to sposób
Masz głośnych sąsiadów? Szwajcarzy znaleźli na to sposób
Mikroplastik i zdrowie. To konsekwencje zanieczyszczenia środowiska
Mikroplastik i zdrowie. To konsekwencje zanieczyszczenia środowiska
Tajemnicza rotacja. Czy Wszechświat znajduje się w czarnej dziurze?
Tajemnicza rotacja. Czy Wszechświat znajduje się w czarnej dziurze?
Umożliwi skok technologiczny? Ten związek ma niezwykłe właściwości
Umożliwi skok technologiczny? Ten związek ma niezwykłe właściwości