Исследователи из Университета Южной Калифорнии создали электронный чип памяти, который сохраняет работоспособность при температуре 700°C. Это далеко за пределами возможностей обычной электроники, которая выходит из строя уже при 200°C. Во время экспериментов устройство не показало предела своей термостойкости — 700°C оказались просто максимумом, который могло обеспечить лабораторное оборудование.

Источник изображения: interestingengineering.com

Разработанный элемент — это мемристор, способный одновременно хранить информацию и выполнять вычисления. Он состоит из трёх слоев: верхний электрод выполнен из вольфрама (металла с самой высокой температурой плавления), средний слой — керамика из оксида гафния, нижний электрод — графен, один слой атомов углерода, устойчивый к перегреву.

В обычных чипах при нагреве атомы металла мигрируют через керамику, достигают нижнего электрода и вызывают короткое замыкание. В новой конструкции графен не дает атомам вольфрама закрепиться, они рассеиваются, и устройство продолжает работать.

В ходе испытаний мемристор выдержал хранение данных более 50 часов при 700°C без необходимости обновления, а также более миллиарда циклов переключения при той же температуре. Рабочее напряжение составило всего 1,5 вольта, скорость переключения измеряется десятками наносекунд.

Такая память открывает возможности для космических миссий к Венере, где температура на поверхности достигает около 460°C, а также для геотермального бурения, систем ядерной энергетики и промышленного оборудования, работающего рядом с источниками тепла. Кроме того, мемристоры могут использоваться в вычислениях для искусственного интеллекта, выполняя матричные умножения (основу многих алгоритмов ИИ) физически, без больших энергозатрат. Работа опубликована в журнале Science.