Ученые разработали электрохимическую память, которая сможет работать даже в ядерных реакторах

Традиционные микросхемы памяти на основе кремния не могут работать при температуре свыше 100-150°C. Это связано с тем, что они полагаются на поток электронов, который становится неконтролируемым при высоких температурах, что приводит к электрическому пробою и выходу микросхемы из строя, сообщает 24 Канал со ссылкой на tom`s Hardware.

Читайте на сайте Сенсационное открытие: одни из древнейших бактерий "общаются" с помощью радиосвязи

Чтобы преодолеть это ограничение, команда Мичиганского университета предложила радикальный переход от электронов к ионам, в частности ионов кислорода, которые могут выдерживать значительно более высокие температуры. Этот подход привел к созданию электрохимической ячейки памяти, типа памяти, работающей подобно батарее.

Как работает новая память

Электрохимическая ячейка памяти состоит из двух активных слоев, разделенных твердым электролитом. Слои состоят из тантала (металла) и оксида тантала, насыщенного кислородом. Когда на платиновые электроды подается напряжение, ионы кислорода мигрируют из слоя оксида тантала в слой тантала, изменяя свойства материала.

Этот процесс миграции приводит к тому, что внизу образуется слой металлического тантала, а вверху – оксид тантала. Эти слои остаются отдельными и не смешиваются. Ключ к хранению данных заключается в способности слоя оксида тантала действовать как проводник или изолятор для электрического тока, представляя бинарные состояния 0 или 1. Сохраненное значение остается стабильным, пока полярность электродов не изменится на противоположную.

Долговечность и возможности хранения данных

По расчетам исследователей, новая ячейка памяти способна хранить информацию при температуре более 600°C не менее 24 часов. Кроме того, регулируя внутреннее сопротивление ячейки, она может хранить до 100 уровней информации, что значительно превосходит традиционную двоичную систему 0/1.

Это позиционирует разработку в области вычислений на кристалле, где более сложные вычисления могут выполняться непосредственно в блоке памяти, что приводит к увеличению емкости памяти и эффективности обработки данных.

Смотрите также Ученые разработали "вечную" ядерную батарею для медицинских имплантатов и космических технологий

Новая форма ReRAM

Разработка Мичиганского университета имеет много общего с резистивной памятью (ReRAM), но ее отличает способность работать при экстремальных температурах. Однако ячейка памяти имеет уникальную особенность – она начинает функционировать только после нагревания по крайней мере до 150°C.

Хотя это может быть ограничением для обычных вычислительных устройств, это не составляет никакой проблемы для ее целевого применения, например, в ядерных реакторах или реактивных двигателях.