Tantalin oksidista valmistetut muistilaitteet tällä sirulla voivat tallentaa tietoja sekä perinteiseen muistiin että muistilaskentaan yli 600 °C lämpötilassa.
Kuvan krediitti: Brenda Ahearn, Michigan Engineering
Tämä ECRAM-tyyppinen teknologia perustuu happi-ionien siirtymiseen elektronien sijasta. Toisin kuin perinteiset pii-puolijohteet, jotka muuttuvat epävakaiksi yli 150 °C:ssa, tämä muisti toimii erinomaisesti yli 600 °C:ssa. Se hyödyntää kahta kerrosta (toinen titaania, toinen titaanioksidia), jotka on erotettu kiinteällä elektrolyytillä, mahdollistaen tietojen vakauden tallentamisen.
Mekanismi muistuttaa akkua. Happi-ionit liikkuvat kerrosten välillä jännitteen vaikutuksesta, muuttaen materiaalin johtavuutta. Tämä muutos johtavan ja eristävän tilan välillä koodaa binaaritiedot. Prosessi on palautuva ja sitä voidaan toistaa ilman suorituskyvyn heikkenemistä.
Mahdolliset sovellukset ovat laajat. Tämä muisti voisi varustaa avaruusluotaimia, jotka on tarkoitettu Venus-planeetalle, jossa lämpötilat nousevat 465 °C:seen. Se olisi myös hyödyllinen fuusioreaktoreissa tai lentokoneiden moottoreissa, joissa äärimmäinen kuumuus rajoittaa tällä hetkellä elektroniikan käyttöä.
Kuitenkin tällä teknologialla on rajoitus: se ei toimi alle 250 °C:ssa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat harkitsevat lämmitysjärjestelmän integroimista. Tämä mahdollistaisi muistin käytön huoneenlämpötilassa tapahtuvan esilämmitysvaiheen jälkeen.
Nykyiset suorituskyvyt ovat lupaavia. Tällä hetkellä prototyyppi voi tallentaa yhden bittitiedon yli 24 tunniksi 600 °C:ssa. Tutkijat arvioivat kuitenkin, että parannusten myötä tämä muisti voisi saavuttaa useiden gigatavujen kapasiteetteja, avaten tien täydellisiin tietojärjestelmiin, jotka toimivat äärimmäisissä olosuhteissa.
Lopuksi tämä teknologia erottuu alhaisen energiankulutuksen ansiosta. Se toimii matalammilla jännitteillä kuin muut korkealämpötilamuistit, kuten ferroelectrisistä materiaaleista valmistetut. Tämä tekee siitä kestävän ratkaisun vaativiin suorituskyky- ja luotettavuusvaatimuksiin.