Традиційні мікросхеми пам'яті на основі кремнію не можуть працювати при температурі понад 100-150°C. Це пов'язано з тим, що вони покладаються на потік електронів, який стає неконтрольованим при високих температурах, що призводить до електричного пробою і виходу мікросхеми з ладу, повідомляє 24 Канал з посиланням на tom`s Hardware.

Читайте на сайті Сенсаційне відкриття: одні з найдавніших бактерій "спілкуються" за допомогою радіозв'язку

Щоб подолати це обмеження, команда Мічиганського університету запропонувала радикальний перехід від електронів до іонів, зокрема іонів кисню, які можуть витримувати значно вищі температури. Цей підхід привів до створення електрохімічної комірки пам'яті, типу пам'яті, що працює подібно до батареї.

Як працює нова пам'ять

Електрохімічна комірка пам'яті складається з двох активних шарів, розділених твердим електролітом. Шари складаються з танталу (металу) та оксиду танталу, насиченого киснем. Коли на платинові електроди подається напруга, іони кисню мігрують з шару оксиду танталу в шар танталу, змінюючи властивості матеріалу.

Цей процес міграції призводить до того, що внизу утворюється шар металевого танталу, а вгорі – оксид танталу. Ці шари залишаються окремими і не змішуються. Ключ до зберігання даних полягає у здатності шару оксиду танталу діяти як провідник або ізолятор для електричного струму, представляючи бінарні стани 0 або 1. Збережене значення залишається стабільним, доки полярність електродів не зміниться на протилежну.

Довговічність та можливості зберігання даних

За розрахунками дослідників, нова комірка пам'яті здатна зберігати інформацію при температурі понад 600°C щонайменше 24 години. Крім того, регулюючи внутрішній опір комірки, вона може зберігати до 100 рівнів інформації, що значно перевершує традиційну двійкову систему 0/1.

Це позиціонує розробку в області обчислень на кристалі, де більш складні обчислення можуть виконуватися безпосередньо в блоці пам'яті, що призводить до збільшення ємності пам'яті та ефективності обробки даних.

Дивіться також Науковці розробили "вічну" ядерну батарею для медичних імплантатів і космічних технологій

Нова форма ReRAM

Розробка Мічиганського університету має багато спільного з резистивною пам'яттю (ReRAM), але її вирізняє здатність працювати за екстремальних температур. Однак комірка пам'яті має унікальну особливість – вона починає функціонувати лише після нагрівання принаймні до 150°C.

Хоча це може бути обмеженням для звичайних обчислювальних пристроїв, це не становить жодної проблеми для її цільового застосування, наприклад, у ядерних реакторах або реактивних двигунах.