Исследователи разработали тип флэш-памяти, которая может выдерживать температуру выше, чем на поверхности Венеры

Современные твердотельные накопители - это чудо инженерной мысли. Они чрезвычайно быстры и очень надежны, несмотря на то, что размещаются рядом с массивными тепловыделяющими видеокартами в игровых компьютерах. Но, как и у всех чипов на основе кремния, у них есть предел, при котором они могут перегреться до потери данных или полного выхода из строя. Однако две группы исследователей разработали тип флеш-памяти, способный сохранять данные при температурах, по сравнению с которыми полдень на Венере покажется холодным.

Подробности работы были опубликованы в журнале Nature (через сайт Interesting Engineering), а Пенсильванский университет вкратце рассказал о результатах для тех, кто не разбирается в материаловедении на уровне доктора наук. Две исследовательские группы в Школе инженерных и прикладных наук под руководством Дипа Джаривала и Роя Олссона посвятили несколько месяцев работе по поиску идеальной толщины ферроэлектрического нитрида алюминия-скандия (AlScN), чтобы использовать его в качестве базового материала для устройства флэш-памяти.

В повседневной флэш-памяти, например, в USB-накопителях, SD-картах и SSD, конечно же, используется кремний, и его использование доведено до уровня, который еще десять лет назад был бы немыслим. Лучшие игровые SSD-накопители вмещают несколько терабайт данных и способны передавать тысячи мегабайт за секунду. Они также служат годами благодаря запасу ресурса при записи в районе петабайта.

Однако у них есть один существенный недостаток - они не очень хорошо переносят высокие температуры. При превышении определенной температуры кремниевые флэш-ячейки с трудом сохраняют данные, и даже самые лучшие из них (например, используемые в космической промышленности) выходят из строя при температуре 200 градусов Цельсия.

Поэтому, когда команды Джаривала и Олссона создали флэш-память на основе AlScN, способную выдерживать температуру до 600 градусов Цельсия, стало ясно, что у них на руках нечто особенное. Правда, сделать это было не так-то просто: толщина слоя AlScN должна была быть просто идеальной.

«Если он слишком тонкий, повышенная активность может привести к диффузии и разрушению материала. Если слишком толстый - пропадает ферроэлектрическое переключение, которого мы добивались... Поэтому моя лаборатория и лаборатория Роя Олссона работали вместе в течение нескольких месяцев, чтобы найти нужную толщину", - говорит Дхирен Прадхан, постдокторант в команде Джаривала.

Он также отметил, что «кристаллическая структура AlScN также обеспечивает ему заметно более стабильные и прочные связи между атомами, что означает, что он не только жаростойкий, но и довольно прочный», что делает его идеальным для использования в экстремальных условиях, а не только в тех, где бывает немного жарковато.