Учёные разработали прототип тепловой памяти, управляемой напряжением
Группа исследователей из Центра исследований в области биологической химии и молекулярных материалов (CiQUS), совместно с университетами Барселоны и Сарагосы, представила прототип устройства, способного хранить тепловую информацию. Это изобретение предлагает новый подход к управлению теплом.
Тепловая память работает по принципу, схожему с традиционными компьютерами, где информация хранится в виде битов. Устройство переключает своё состояние между высокой теплопроводностью («включено») и низкой теплопроводностью («выключено») с помощью небольшого электрического напряжения. Более того, оно сохраняет своё состояние даже после отключения напряжения, что делает его аналогом жёсткого диска, но для тепла.
В основе устройства лежат ультратонкие плёнки из оксидов гафния и циркония, обладающие ферроэлектрическими свойствами. Уникальность материала заключается в сочетании этих свойств с наномасштабными дефектами в виде вакансий («пустот») кислорода, которые препятствуют потоку тепла. Изменяя приложенное напряжение, исследователи могут перемещать эти вакансии, создавая два стабильных тепловых состояния, которые и формируют функцию памяти.
Иллюстрация: Nano BananaНа данный момент устройство демонстрирует впечатляющую стабильность при низких напряжениях: его тепловое состояние остаётся неизменным в течение нескольких дней после программирования. Однако скорость переключения пока что остаётся низкой, что ограничивает его практическое применение. Улучшение этого показателя является приоритетной задачей дальнейших исследований.
Потенциальные применения тепловой памяти выходят далеко за пределы лаборатории. Устройство может помочь эффективно отводить избыточное тепло от электронных устройств, предотвращая их перегрев. Кроме того, оно открывает перспективы создания новых методов вычислений, основанных на тепловой информации, а не на электрической.
В условиях, когда энергоэффективность и миниатюризация становятся ключевыми задачами, управление теплом вместо борьбы с ним может стать настоящим прорывом.
© iXBT
