Американці створили пам'ять, здатну працювати при 700 °C для Венери, реакторів та ШІ

Вчені з Університету Південної Каліфорнії (USC) розробили новий тип електронного пристрою пам'яті — мемристор, здатний надійно працювати при екстремально високих температурах. Традиційна електроніка виходить з ладу вже при 200 °C, однак створений вченими елемент зберігав працездатність при 700 °C — температурі, що перевищує точку плавлення лави!

Джерело зображення: ШІ-генерація Grok 4/3DNews

Дослідження показало, що пристрій не руйнується навіть при максимальній температурі нагріву, на яку було розраховане обладнання для випробувань. Вчені впевнені, що елемент можна було б продовжувати нагрівати, і він не втратив би своїх робочих властивостей. Також цікаво відзначити, що відкриття було зроблено випадково, як часто буває в науці: шукали одне, а натрапили на інше.

Конструкція запропонованого колективом дослідників мемристора являє собою «сендвіч» з вольфраму (верхній електрод), оксиду гафнія (керамічна прослойка) та графена (нижній шар). Графен — одноатомний шар вуглецю — виявився ключовим елементом: його поверхнева хімія запобігає закріпленню атомів вольфраму, що виключає коротке замикання через керамічний шар і деградацію пристрою. Вчені описали це як контакт води з олією — своєрідний гідрофобний ефект.

Експерименти показали, що представлений мемристор здатний зберігати дані без оновлення більше 50 годин, витримувати понад мільярд циклів перемикання, працювати при напрузі всього 1,5 В і забезпечувати швидкість операцій на рівні десятків наносекунд. Випадкове відкриття, підтверджене при детальному аналізі за допомогою електронної мікроскопії, спектроскопії та квантових симуляцій, також вказало на перспективи використання елемента в складі високотемпературних електронних пристроїв.

Таким чином, новий пристрій відкриває перспективи для застосування в умовах, де звичайна електроніка непридатна: на поверхні Венери, при глибокому бурінні для геотермальної енергетики, в ядерних та термоядерних установках, а також в автомобільній промисловості. Окрім зберігання даних, мемристор здатний виконувати матричне множення — основну операцію в системах штучного інтелекту. Це відбувається безпосередньо, в силу базових законів фізики, зокрема з використанням прямих вимірювань струму та закону Ома, що радикально знижує енергоспоживання та прискорює обчислення в порівнянні з традиційними процесорами.

Вчені визнають, що хоча до створення високотемпературного «комп'ютера» ще далеко (потрібна відповідна логіка та інші компоненти), створення високотемпературної пам'яті вже закриває одне з ключових напрямків. Крім того, дослідники заснували стартап TetraMem для комерційного просування створених ними мемристорів в ІІ-чіпи для роботи при кімнатній температурі, використовуючи це рішення для широко затребуваних матричних обчислень.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки