科学家开发出一种新型存储设备，可在比熔岩还热的700℃高温下工作，且没有发生故障的迹象。这一温度远超这类技术之前所能达到的水平。相关研究成果近日发表于《科学》。
从智能手机到卫星，现代电子器件在为它们提供动力的同时都面临着一个局限性：发热。一旦温度超过200℃，大多数设备就会发生故障。几十年来，这种热障一直是工程领域面临的难题。现在，研究人员似乎找到了超越这个极限的方法。
美国南加利福尼亚大学（USC）的Joshua Yang、Arthur B. Freeman团队开发出一种新型忆阻器。这种纳米级组件兼具数据存储和计算功能，其构造像一块三明治，两侧各有一个电极，中间夹着一层薄薄的陶瓷。
论文第一作者、USC的赵健（音）介绍，他们用钨作为上层电极，中间用二氧化铪陶瓷，底层是石墨烯。其中钨的熔点是所有元素中最高的，而石墨烯以卓越的强度和耐热性著称。这种组合给设备带来了亮眼的表现——在700℃下无需刷新即可保存数据超过50个小时。在此温度下，它还能承受超过10亿次的开关循环，工作电压仅为1.5伏。
事实上，这一切纯属偶然。团队最初打算制造另一种基于石墨烯的装置，却在此过程中有了一个意外发现。在传统电子器件中，热量会使上部电极中的金属原子缓慢穿过陶瓷层，最终到达底部电极，形成永久连接，导致设备短路并一直处于导通状态。
然而研究人员在实验中发现，石墨烯可以防止这种故障。它与钨的相互作用类似于油和水。由于没有稳定的附着点，到达石墨烯表面的钨原子只能漂移，无法形成导电桥。这样就可以防止短路，即使在极端高温下也能保证设备正常运行。
研究人员利用先进的电子显微镜、光谱学和量子级模拟证实了这一机制。通过了解原子界面发生的情况，他们将这个意外发现转化为指导未来设计的原理。
能够在500℃以上环境中运行的电子设备将为太空探索提供帮助。例如，金星的表面温度就是这个水平，而极端高温也是导致向金星发射的着陆器最终失效的原因之一。目前的硅基芯片很难在这种环境中运行。
“我们的设备的耐受温度已超过700℃，而且有望更高。”Yang说。
该设备的潜在应用远不止太空任务。地热能系统需要能在地下深处正常工作的电子设备，核聚变系统也要求设备暴露在极端高温的环境中。即便在日常生活中，耐用性显著提高的设备也很受欢迎。
此外，该设备还为人工智能提供了一个主要优势。目前，许多人工智能系统都依赖于矩阵乘法。传统计算机完成这些运算都需要消耗大量能量。而忆阻器解决这个问题的方式则有所不同。利用欧姆定律，它能够在电流流经器件时直接进行计算，速度快、能耗低。
尽管成果令人鼓舞，但Yang强调，该设备与实际应用还有一段距离。存储器只是一个完整计算系统的一部分，还需要开发并集成高温逻辑电路。此外，目前的设备是在实验室手工制造的，规模非常小，而实现大规模生产仍需时日。（徐锐）
科学家开发出一种新型存储设备，可在比熔岩还热的700℃高温下工作，且没有发生故障的迹象。这一温度远超这类技术之前所能达到的水平。相关研究成果近日发表于《科学》。
从智能手机到卫星，现代电子器件在为它们提供动力的同时都面临着一个局限性：发热。一旦温度超过200℃，大多数设备就会发生故障。几十年来，这种热障一直是工程领域面临的难题。现在，研究人员似乎找到了超越这个极限的方法。
美国南加利福尼亚大学（USC）的Joshua Yang、Arthur B. Freeman团队开发出一种新型忆阻器。这种纳米级组件兼具数据存储和计算功能，其构造像一块三明治，两侧各有一个电极，中间夹着一层薄薄的陶瓷。
论文第一作者、USC的赵健（音）介绍，他们用钨作为上层电极，中间用二氧化铪陶瓷，底层是石墨烯。其中钨的熔点是所有元素中最高的，而石墨烯以卓越的强度和耐热性著称。这种组合给设备带来了亮眼的表现——在700℃下无需刷新即可保存数据超过50个小时。在此温度下，它还能承受超过10亿次的开关循环，工作电压仅为1.5伏。
事实上，这一切纯属偶然。团队最初打算制造另一种基于石墨烯的装置，却在此过程中有了一个意外发现。在传统电子器件中，热量会使上部电极中的金属原子缓慢穿过陶瓷层，最终到达底部电极，形成永久连接，导致设备短路并一直处于导通状态。
然而研究人员在实验中发现，石墨烯可以防止这种故障。它与钨的相互作用类似于油和水。由于没有稳定的附着点，到达石墨烯表面的钨原子只能漂移，无法形成导电桥。这样就可以防止短路，即使在极端高温下也能保证设备正常运行。
研究人员利用先进的电子显微镜、光谱学和量子级模拟证实了这一机制。通过了解原子界面发生的情况，他们将这个意外发现转化为指导未来设计的原理。
能够在500℃以上环境中运行的电子设备将为太空探索提供帮助。例如，金星的表面温度就是这个水平，而极端高温也是导致向金星发射的着陆器最终失效的原因之一。目前的硅基芯片很难在这种环境中运行。
“我们的设备的耐受温度已超过700℃，而且有望更高。”Yang说。
该设备的潜在应用远不止太空任务。地热能系统需要能在地下深处正常工作的电子设备，核聚变系统也要求设备暴露在极端高温的环境中。即便在日常生活中，耐用性显著提高的设备也很受欢迎。
此外，该设备还为人工智能提供了一个主要优势。目前，许多人工智能系统都依赖于矩阵乘法。传统计算机完成这些运算都需要消耗大量能量。而忆阻器解决这个问题的方式则有所不同。利用欧姆定律，它能够在电流流经器件时直接进行计算，速度快、能耗低。
尽管成果令人鼓舞，但Yang强调，该设备与实际应用还有一段距离。存储器只是一个完整计算系统的一部分，还需要开发并集成高温逻辑电路。此外，目前的设备是在实验室手工制造的，规模非常小，而实现大规模生产仍需时日。（徐锐）
3月21日是世界睡眠日，今年中国主题为“健康睡眠 人人共享”。人的一生约有三分之一的时间是在睡眠中度过，睡眠、运动、营养被视为保障机体正常发育和健康的三大要素。关于睡眠有哪些常见认知误 英伟达AI风暴席卷医疗行业 “AI制药”是风口还是泡沫？ 季媛媛 全球医疗健康行业正刮起最强AI风暴。 当地时间3月18日，全球瞩目的顶级AI盛会――英伟达2024年GPU技术大会(NVIDIA GTC 2024)正式开幕。据相关 近日有消息称，huaweiMate60已经停产。作为huawei于2023年8月末发布的最新旗舰机型，huaweiMate60的停产意味着huawei新款旗舰或即将上市，接替Mate60。2023年8月29日，huaweiMate60 Pro、huaweiMate60等 21世纪经济报道记者 石恩泽 深圳报道操作系统似乎对地理入迷。鸿蒙和深圳，就像Windows和西雅图，也似Linux和赫尔辛基。这是地理与技术的紧密交融。深圳，可以说是鸿蒙的诞生之地，在全球科 3月24日消息，据媒体报道，huawei电话供应链公司，已开始向huaweiP70系列高端旗舰电话批量供货。同时有产业链人士透露，huawei给出的P70系列出货目标指引相对乐观。据数码博主“数码闲聊站”爆料，huaweiP 3月25日消息，按照惯例，iPhone会在6月份的WWDC上发布iOS 18、watchOS 11、visionOS 2等全新系统。其中iOS 18比较受关注，被许多爆料者称为iOS史上最大升级。据名记Mark Gurman最新消息， iOS 18将支持 。本文链接：耐700℃高温存储设备问世 有望重塑太空探索和人工智能http://www.sushuapos.com/show-2-15979-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 腾讯云宣布涨价
下一篇： 科学家发现全新常压镍基氧化物超导材料