Американские ученые создали электрохимическую память, способную работать в расплавленном свинце

Однажды появится память, которая сможет работать в ядерных реакторах, реактивных двигателях, на поверхности других планет и в других чрезвычайно жарких средах. Новая статья исследователей из Мичиганского университета помогает приблизить этот момент.

Предлагаемая ими память работает при температуре выше 600°C и будет работать даже в расплавленном свинце.

Обычная память на кремниевых чипах не может работать при температуре выше 100-150°С. Он основан на движении электронов (электрический ток), а при перегреве электроны начинают отклоняться – происходит электрический пробой и повреждение чипа. Ученые из Мичиганского университета предложили заменить электроны атомами, а точнее – ионами, которые способны выдерживать гораздо более высокие температуры, не теряя при этом контроля. Поскольку работа с атомами – это уже химия, новая ячейка памяти называется электрохимической.

Новую ячейку также можно назвать разновидностью батареи. Он состоит из двух рабочих слоев, разделенных твердым электролитом, и данные сохраняются и стираются так же, как заряжается и разряжается аккумулятор. Когда к платиновым электродам прикладывается напряжение, кислородсодержащий слой оксида тантала отдает ионы кислорода металлическому слою тантала. Электролит, транспортирующий ионы между слоями, одновременно выполняет функцию сепаратора (барьер), что не позволяет атомам и электронам свободно перемещаться между слоями.

В процессе миграции ионов кислорода в нижнем слое появляется тонкий слой металлического тантала, а в верхнем слое — оксида тантала. Эти слои и промежуточные слои не смешиваются. Значение ячейки 0 или 1 определит, стал ли нижний слой оксида тантала проводником или все еще остается изолятором для тока. Значение сохраняется до изменения полярности электродов.

Расчеты показывают, что клетка способна хранить информацию при температуре выше 600°C в течение 24 часов. Другими словами, это энергонезависимая память.

Более точная настройка внутреннего сопротивления элемента позволяет хранить до 100 уровней, что переносит разработку в область вычислений на кристалле. Возможности цифровых вычислений резко возрастут, как и емкость такой памяти. По сути, это старая добрая резистивная память ReRAM, только в чуть более оригинальном варианте. Еще есть нюанс. Предлагаемая память срабатывает только при нагревании до 150°C, но для приложений, для которых она предназначена, это не должно стать большой проблемой.