Các nhà khoa học Mỹ đã phát triển bộ nhớ hoạt động tới 700 °C – phù hợp cho sao Kim, lò phản ứng hạt nhân và trí tuệ nhân tạo

Loại bộ nhớ mới có thể hoạt động ở 700 °C – phát hiện của USC

Các nhà khoa học từ Đại học California Nam (USC) đã tạo ra một memristor có khả năng hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực đoan lên tới 700 °C – gần 500 °C cao hơn những gì các linh kiện điện tử thông thường cho phép. Điện tử truyền thống đã bắt đầu hỏng ở 200 °C, trong khi bộ phận này vẫn duy trì chức năng ngay cả tại điểm nóng chảy của lava.

Cách hoạt động
- Cấu trúc – “sanduiche” gồm ba lớp:

1. Tungsten (điểm cực trên)

2. Oxide gàphni (lớp sứ trung gian)

3. Graphene (lớp dưới)

- Vai trò then chốt của graphene – lớp nguyên tử đồng nhất bảo vệ tungsten khỏi dính vào sứ, ngăn ngừa ngắn mạch và suy giảm thiết bị. Điều này có thể so sánh với hiệu ứng chống thấm: “nước không bám vào dầu”.

Thử nghiệm và đặc tính
Chỉ số | Giá trị
---|---
Nhiệt độ thử nghiệm | tới 700 °C (đã kiểm tra tại giới hạn thiết bị)
Thời gian lưu trữ dữ liệu mà không cần cập nhật | > 50 giờ
Số chu kỳ chuyển đổi | hơn 1 tỷ lần
Điện áp làm việc | 1,5 V
Tốc độ thao tác | vài chục nanosecond

Những dữ liệu này đã được xác nhận bằng kính hiển vi điện tử, quang phổ và mô hình lượng tử.

Tại sao điều này quan trọng
- Ứng dụng: Sao Kim (nơi nhiệt độ > 400 °C), các cơ sở năng lượng địa nhiệt, lò phản ứng hạt nhân, điện tử ô tô – tất cả những lĩnh vực mà linh kiện thông thường không chịu được.

- AI và tính toán ma trận: Memristor có khả năng thực hiện phép nhân ma trận trực tiếp theo định luật Ohm, tiết kiệm năng lượng đáng kể và tăng tốc độ tính toán so với các bộ xử lý truyền thống.

Tương lai
Mặc dù một “máy tính” hoàn chỉnh ở nhiệt độ cao vẫn chưa khả thi (cần logic và các thành phần khác), việc có một bộ nhớ ổn định đã giải quyết được một vấn đề then chốt. Các nhà khoa học đã thành lập công ty khởi nghiệp TetraMem, dự định triển khai memristor vào chip AI để hoạt động ở nhiệt độ phòng, mở rộng khả năng tính toán ma trận.

Như vậy, phát hiện của USC mở ra những chân trời mới cho các hệ thống chịu nhiệt cao và làm cho các công nghệ từng được coi là không thể thực hiện trở nên có thể.