چین تراشه های نامیرا برای حفظ اطلاعات می سازد

به گزارش تجهیزات جانبی به نقل از ایسنا، محققان چینی ماده جدیدی ساخته اند که می تواند تراشه های ذخیره سازی حافظه با طول عمر حدودا بی نهایت تولید نماید. این کشف که با بهره بردن از نوع جدیدی از مواد فروالکتریک تولید شده است، می تواند راه را برای کاهش هزینه مراکز داده، اکتشافات اعماق دریا و صنعت هوافضا باز کند.
به نقل از آی ای، الان، اغلب از مواد فروالکتریک برای تولید تراشه برای اهداف ذخیره سازی و سنجش استفاده می شود. این مواد برای هوش مصنوعی و سایر حوزه ها با فناوری پیشرفته که تحت تأثیر تحریم های آمریکا قرار گرفته اند، حیاتی هستند.
مواد فروالکتریک به جهت مصرف انرژی کم، خوانش بدون تلفات و قابلیت نوشتن سریع برای ایجاد تراشه های ذخیره سازی عالی هستند. این مواد می توانند به سرعت تحت یک میدان الکتریکی که به عنوان قطبش شناخته می شود و حتی پس از حذف میدان نیز پایدار می ماند، تغییر حالت دهند.
این رفتار را می توان به صورتی حافظه سریع دائمی تشبیه کرد.

تراشه های ذخیره سازی با طول عمر حدودا بی نهایت
برای این منظور، مواد فروالکتریک اکنون در فناوری ذخیره سازی، حسگرها و دستگاه های جمع آوری انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. با وجود این، آنها همچنین این پتانسیل را دارند که در ساخت سرورهای ذخیره سازی یا پشتیبانی از مراکز داده بزرگ در آینده استفاده شوند.
مواد فروالکتریک سنتی که به شکل گسترده به طور تجاری مورد استفاده قرار می گیرند، مانند سرب زیرکونات تیتانات(PZT)، ممکنست در حین استفاده گرفتار خستگی فروالکتریک شوند.
این منجر به کاهش عملکرد و در نهایت شکست می شود. هدف تیم چینی این بود که با تقویت ساختار مواد به این مشکل رسیدگی کنند.
هی ری(He Ri)، دانشیار و نویسنده اول این مطالعه، توضیح داد: وقتی بار الکتریکی در طول فرآیندهای ذخیره سازی و خوانش جریان پیدا می کند، نقص ها حرکت می کنند و جمع می شوند، در نهایت فرآیند قطبش را مسدود می کنند و منجر به خرابی دستگاه می شوند.
او افزود: این مانند امواجی است که سنگ های کوچک را در دریا جمع می کند و به تدریج صخره بزرگی را تشکیل می دهد که جریان امواج را می بندد.
مشخص شد که این مشکل با ساخت مواد فروالکتریک در لایه ها قابل حل است. با بهره بردن از شبیه سازی های سطح اتمی به کمک هوش مصنوعی، پژوهشگران کشف کردند که مواد فروالکتریک لغزشی دوبعدی، وقتی تحت میدان الکتریکی قرار می گیرند، به طور کلی در طول انتقال بار تغییر می کنند. این امر از حرکت و تجمع عیوب حامله و در نتیجه از خستگی جلوگیری می کند.
این گروه یک ماده لایه ای دوبعدی به ضخامت نانومتری موسوم به ۳R-MoS۲ ساختند. یک نانومتر حدودا ۱۰۰ هزار برابر کوچک تر از قطر موی انسان است.

بدون تخریب پس از میلیون ها خوانش و نوشتن
آزمایش ها نشان داد که ۳R-MoS۲ پس از میلیون ها چرخه، کاهش عملکرد صفر را نشان می دهد، که به این معناست که دستگاه های ذخیره سازی تولید شده از این ماده فروالکتریک دوبعدی هیچ محدودیتی برای خواندن/نوشتن ندارند. این گزارش همچنین بیان کرد که در صورتی که مواد فروالکتریک سنتی از نوع یونی، ده ها هزار چرخه خواندن/نوشتن را امکان پذیر می کنند، دستگاه های ذخیره سازی تولید شده از مواد فروالکتریک لایه ای دوبعدی جدید چنین محدودیتی ندارند. بدون محدودیت خواندن/نوشتن، تراشه های ذخیره سازی تولید شده از این ماده بسیار بادوام خواهند بود. بگفته دانشمندان، این امر آنها را برای استفاده در محیط های سخت مانند هوا فضا و اکتشافات در اعماق دریا ایده آل می کند.
باتوجه به اندازه کوچک مواد، ظرفیت ذخیره سازی در برنامه های کاربردی در مقیاس بزرگ مانند مراکز داده بسیار بیشتر می شود.