Tutkijat ovat nimittäin löytäneet puolijohteen, joka pystyy vähentämään energian kulutusta miljardikertaisesti lupaavassa digitaalisen muistin teknologiassa. Tämä edistysaskel voisi merkitä ratkaisevaa käännekohtaa tallennusteknologioiden tulevaisuudelle.
Faasimuutosmuisti (PCM) herättää yhä kasvavaa kiinnostusta poikkeuksellisten suorituskykyjensä vuoksi. Tämä teknologia mahdollistaa tietojen tallentamisen sekä nopeasti että pysyvästi. Yhteenvetona voidaan todeta, että se yhdistää RAM-muistin nopeuden ja SSD-levyjen kestävän tallennuksen edut. Se perustuu joidenkin materiaalien kykyyn vaihdella kahden tilan välillä: kiteinen ja amorfinen. Tiedot koodataan näin ollen näiden tilamuutosten avulla, mutta prosessi, joka kuluttaa paljon energiaa, rajoittaa sen käyttöä suuressa mittakaavassa.
PCM:ssä tilan vaihtamiseen tarvittava prosessi koostuu materiaalin lämmittämisestä, jotta se saadaan siirtymään toiseen haluttuun vaiheeseen. Tämä vaatii voimakasta lämpöä, jota seuraa nopea jäähdytys. Tämä tekniikka, vaikka tehokas, vaatii huomattavia määriä energiaa. Kuitenkin indiumseleeni-puolijohteen löytäminen voisi poistaa tämän energiatarpeen.
Tällä materiaalilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, sekä ferroelektrisiä että piezoelektrisiä. Tämä tarkoittaa, että se voi tuottaa sisäisen sähköisen kentän tai muuttaa muotoaan sähköisen kuormituksen alla. Nämä ominaisuudet ovat keskeisiä mekanismissa, joka mahdollistaa PCM:n energiatarpeen merkittävän vähentämisen. Kokeidensa aikana tutkijat havaitsivat, että jatkuva virta riitti aiheuttamaan tilan muutoksen materiaalissa ilman perinteisiä energiaintensiivisiä vaiheita.
Se ei ole vielä kaikki: tutkijat havaitsivat mikroskooppisia muodonmuutoksia, jotka tuottavat akustisen aallon, joka häiritsee materiaalin kiteistä rakennetta. Tämä ilmiö, jota verrataan lumivyöryyn, johtaa muutokseen, joka vaatii minimaalista energiaa. Tämä löytö, joka alun perin nähtiin kokeellisena virheenä, on lopulta vahvistettu uutena luotettavana ja tehokkaana lähestymistapana tietojen tallentamiseen faasimuutosmuistiin.
Tämän puolijohteen käyttö voisi potentiaalisesti vähentää monien elektronisten järjestelmien energiankulutusta. Tämä olisi erityisen merkittävää aloilla, kuten datakeskuksissa, jotka kuluttavat tällä hetkellä lähes 1 % maailman energiasta. Tällainen edistysaskel voisi auttaa vähentämään tätä kulutusta samalla kun se parantaa digitaalisten laitteiden suorituskykyä.
Indiumseleeni-puolijohteen ominaisuudet eivät rajoitu digitaaliseen muistiin. Ne avaavat mahdollisuuksia fotoniikan ja elektroniikan alalla, mahdollisilla sovelluksilla antureissa tai mukautuvissa piireissä. Tutkimukset jatkuvat tämän materiaalin potentiaalin täysimääräiseksi hyödyntämiseksi.
Tämän löydön merkitys piilee myös sattumanvaraisessa elementissä, joka mahdollisti sen. Kokeillessaan materiaaleja perinteisiin käyttötarkoituksiin tutkijat paljastivat ennennäkemättömän käyttäytymisen. Tämä edistysaskel muistuttaa, että merkittävimmät tieteelliset löydöt syntyvät joskus odottamattomista havainnoista.
Tällainen läpimurto voisi myös toimia strategisena tekijänä. Jos se kaupallistetaan suuressa mittakaavassa, se voisi vähentää joidenkin maiden, kuten Yhdysvaltojen, teknologista riippuvuutta Kiinasta, tehden paikallisista puolijohdetuotannoista itsenäisempiä.