Ова случајно откритие ги намалува енергетските потреби на меморијата со променлива фаза до милијарда пати, отворајќи пат за мемориски уреди и електроника со ниска потрошувачка на енергија.
Едно сосема случајно откритие претстави значаен чекор кон надминување на еден од најголемите предизвици во технологијата на меморија со променлива фаза (PCM), потенцијално овозможувајќи развој на мемориски уреди и електронски компоненти со ниска потрошувачка на енергија, се наведува во студија објавена на 6 ноември во списанието Nature.
Тим истражувачи, користејќи уникатен материјал — индиум селенид (In₂Se₃), случајно откри метод кој може да ги намали енергетските потреби на PCM и до милијарда пати.
PCM е водечки кандидат за универзална меморија — тип меморија која може да ја замени и краткорочната меморија, како RAM (Random Access Memory), и долгорочните уреди за складирање, како SSD (Solid-State Drives) или хард дискови. Додека RAM е брз, но бара постојано напојување и зазема значителен физички простор, SSD и хард дисковите можат да складираат големи количини податоци дури и кога се исклучени. Универзалната меморија ги комбинира предностите на двата системи.
Како функционира технологијата
Технологијата работи со префрлување на материјалот помеѓу две состојби: кристална, каде што атомите се уредно распоредени, и аморфна, каде што атомите се случајно распоредени. Овие состојби ги претставуваат бинарните 1 и 0, овозможувајќи кодирање податоци преку промена на состојбата на материјалот.
Надминување на енергетските предизвици
Традиционалниот метод „топење и ладење“ за префрлување помеѓу овие состојби вклучува загревање и брзо ладење на PCM материјалот, што бара голема количина енергија. Ова ја прави технологијата скапа и тешко скалабилна за широка употреба. Меѓутоа, во својата студија, истражувачите пронајдоа начин целосно да го заобиколат овој процес, предизвикувајќи аморфизација преку електричен набој, значително намалувајќи ги енергетските потреби на PCM.
„Една од причините зошто уредите со меморија со променлива фаза не се широко применети е поради големата количина потребна енергија,“ изјави професорот Ритеш Агарвал, автор на студијата и професор по наука за материјали и инженерство на Penn Engineering. „Потенцијалот на овие наоди за дизајнирање уреди со ниска потрошувачка е огромен.“
Уникатни својства на индиум селенид
Ова случајно откритие се потпира на уникатните својства на индиум селенид, полупроводнички материјал со фероелектрични и пиезоелектрични карактеристики. Фероелектричните материјали можат спонтано да се поларизираат, создавајќи внатрешно електрично поле без надворешно напојување. Пиезоелектричните материјали, пак, се деформираат кога се изложени на електричен набој.
За време на тестирањето, истражувачите забележале дека делови од материјалот аморфизираат при континуирана струја — сосема неочекувано.
„Мислев дека можеби сум ги оштетил жиците,“ призна коавторот на студијата Гаурав Моди, поранешен докторант на одделот за наука за материјали на Penn Engineering. „Обично се потребни електрични пулсови за да се индуцира аморфизација, но овде континуираната струја ја поремети кристалната структура.“
Потенцијал за револуција
Ова откритие има потенцијал да го трансформира начинот на складирање и обработка на податоци, овозможувајќи развој на уреди кои трошат значително помалку енергија. Во ера кога потрошувачката на енергија за информатичките технологии постојано расте, ваквата иновација може да биде клучна за одржлива иднина на електрониката.
