Zespół naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii opracował kości pamięci, które przechowują i manipulują danymi w ekstremalnie wysokich temperaturach. Standardowe kości pamięci wystawione na wysokie temperatury nagrzewają się, przez co elektrony wewnątrz kości uciekają, prowadząc do utraty informacji i nieprawidłowego działania. Ochłodzenie takiego urządzenia zwykle przywraca ich funkcjonowanie. Mówimy tutaj o wysokich temperaturach w warunkach ziemskich.
Tymczasem, naukowcy z Pensylwanii przekonują, że stworzone przez nich kości pamięci są w stanie pracować bez zakłóceń nawet w temperaturach rzędu 600 stopni Celsjusza. Sama liczba być może nic nie mówi, ale jest to temperatura, w której upłynniają się już skały. Nawet na Wenus, drugiej planecie od Słońca nazywanej piekielną bliźniaczką Ziemi, temperatury sięgają maksymalnie 460 stopni Celsjusza.
Czytaj także: Znaleźliśmy pamięć absolutną. Mątwy przechowują dokładne wspomnienia i nie tracą ich z wiekiem
Opracowane przez badaczy kości to kości tzw. pamięci nieulotnej (NVM, ang. non-volatile-memory). Urządzenia tego typu wykorzystuje się w kościach pamięci flash. Nowa kość opisana w artykule naukowym swoje unikalne właściwości temperaturoodporne wynosi z materiału, z którego została zbudowana, czyli z ferroelektrycznego azotku glinu i skandu (AlScN).
W testach nowa pamięć NVM wytrzymywała milion cykli zapisu i odczytu i zachowywała stabilność przez ponad sześć godzin.
Naukowcy przekonują, że stworzone przez nich urządzenie charakteryzuje się unikalną strukturą krystaliczną, która zapewnia silne i niezwykle stabilne wiązania między atomami, dzięki czemu nie tylko opiera się ona temperaturom, ale także jest bardzo wytrzymała. Testy urządzenia wskazują także, że nawet w nieprzyjaznych dla człowieka warunkach, kości pamięci z AlScN umożliwiają szybkie przełączanie stanów elektrycznych, dzięki czemu pozwalają na szybki zapis i odczyt zapisanych na nich danych.
Gdybyśmy przyjrzeli się strukturze urządzenia, to zobaczylibyśmy układ metal-izolator-metal, gdzie na zewnątrz znajdują się elektrody niklowe i platynowe, a w środku warstwę AlScN o grubości zaledwie 45 nm. To może się wydawać zbędna wiadomość, jednak to właśnie ustalenie odpowiedniej grubości azotku glinu i skandu pozwoliło stworzyć skuteczne kości pamięci. Tylko przy tej grubości bowiem jednocześnie udało się zapewnić pracę w ekstremalnie wysokich temperaturach oraz zapewnić brak degradacji pamięci na skutek aktywności.
Wróćmy jednak na drugą planetę od Słońca. Na powierzchni Wenus człowiek raczej nigdy nie stanie. Choć planeta ta pod wieloma względami przypomina Ziemię, to na jej powierzchni temperatura wynosi 460 stopni, a ciśnienie atmosferyczne jest stukrotnie wyższe od ziemskiego, czyli porównywalne z tym, jakie panuje kilometr pod powierzchnią wody. Jakby tego było mało, z chmur pada tam kwas siarkowy. Bardziej nieprzyjaznych warunków nie można sobie wyobrazić.
Na powierzchni Wenus dotąd wylądowało zaledwie kilka sond kosmicznych. Najbardziej odporna z nich nie wytrzymała w panujących tam warunkach nawet trzech godzin.
Sytuacja ta jednak może ulec zmianie. Możliwe, że sondy kosmiczne wykorzystujące wysokotemperaturowe urządzenia z węglika krzemu i nowe kości pamięci NVM z AlScN będą w stanie sobie znacznie lepiej poradzić w warunkach wenusjańskich. Kto wie, być może będziemy w stanie tworzyć i wykorzystywać modele sztucznej inteligencji na powierzchni sąsiadującej z nami planety.