Questa memoria opera a una temperatura di 600 °C, oltre quella di fusione del piombo

I ricercatori del Sandia National Laboratory hanno sviluppato una memoria allo stato solido capace di operare a oltre 600 °C. Per avere un termine di paragone, si tratta di una temperatura superiore a quella della superficie di Venere (il pianeta più caldo del Sistema Solare) e a quella di fusione del piombo.

Lo studio è stato pubblicato su Device e descrive un dispositivo capace di tollerare temperature operative superiori ai 600 °C, ma senza indicare un limite massimo, ragione per cui saranno necessari ulteriori test di laboratorio per comprendere fin dove può spingersi la memoria.

Tuttavia, c'è un compromesso: il chip consente di scrivere dati solo a una temperatura superiore a 250 °C, il che significa che per le applicazioni in ambienti non caratterizzati da un calore elevato non sono applicabili. A tal proposito, però, i ricercatori ritengono che un riscaldatore dedicato potrebbe ovviare al problema risultando comunque più conveniente delle memorie ferroelettriche o i nanogap che richiedono tensioni più elevate.

"Potrebbe consentire la realizzazione di dispositivi elettronici che prima non esistevano per applicazioni ad alte temperature" ha spiegato il Professor Yiyang Li, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali e principale autore dello studio. "Finora, abbiamo costruito dispositivi capaci di contenere un bit, al pari di altre dimostrazioni per la memoria dei computer. Con più sviluppo e investimenti, potrebbe teoricamente contenere megabyte o gigabyte di dati".

Ma come funziona? In sostanza, la memoria funziona come una batteria: sfrutta atomi di ossigeno caricati negativamente che si spostato tra due strati, uno di ossido di tantalio e uno di tantalio metallico. Gli atomi vengono trasferiti tra i due strati attraverso un elettrolita solido che si comporta come una barriera impedendo ad altre cariche di muoversi tra gli strati.

Gli ioni di ossigeno vengono guidati da una serie di tre elettrodi di platino che controllano se gli atomi vengono attratti dall'ossido di tantalio o spinti fuori da esso. Si tratta di un processo simile alla ricarica di una batteria con la differenza che invece di immagazzinare energia, il dispositivo accumula informazioni.

A seconda del contenuto di ossigeno dell'ossido di tantalio, questo può fungere da isolante o da conduttore, consentendo al materiale di passare tra due diversi stati di tensione che rappresentano gli 0 e gli 1 digitali. 

"C'è molto interesse nell'utilizzare l'intelligenza artificiale per migliorare il monitoraggio in contesti estremi, ma richiedono processori potenti che consumano molta energia e molti di questi contesti estremi hanno anche budget energetici rigorosi", ha affermato Alec Talin, scienziato senior presso il Dipartimento di chimica, combustione e scienza dei materiali dei Sandia National Laboratories e coautore dello studio. "I chip di elaborazione in-memory potrebbero aiutare a elaborare alcuni di questi dati prima che raggiungano i chip di intelligenza artificiale e ridurre il consumo energetico complessivo del dispositivo".