科技日报记者 刘霞
美国南加州大学科学家在最新一期《科学》杂志上发表报告称，他们研发出一种“三明治”忆阻器，能在700℃的高温下稳定运行。这一温度远超熔岩炽热程度，更是突破了当前同类技术的极限。值得注意的是，700℃仅是测试设备的极限，而非该忆阻器本身的物理极限。
手机、汽车乃至人造卫星中的电子设备，都有一个致命短板：怕热。一旦温度超过约200℃，它们便会逐渐失效。几十年来，这道“热障”一直是工程领域难以逾越的壁垒之一，最新进展或许正是破解之道。
该忆阻器是一种兼具信息存储与计算操作功能的纳米级组件，其结构宛如三明治：顶层为钨，中间是氧化铪陶瓷，底部则是石墨烯。钨是熔点最高的金属，石墨烯作为单层碳原子材料，能承受巨大热量而不分解。测试结果显示，该设备在700℃下保持数据超过50小时，经受住了超过10亿次开关周期的考验，且仅需1.5伏电压。
传统器件失效的原因在于，热量导致顶部电极的金属原子缓慢迁移，穿过陶瓷层，直达底部电极。一旦两侧永久连接，设备便会短路并锁定在开启状态，从而损坏。石墨烯则阻止了这一过程。钨与石墨烯界面的化学性质犹如“油水不相容”，漂移至此的钨原子无法找到锚点固定，从而避免了扩散引发的短路故障。
该设备潜在用途包括行星探索、地热深钻、核能与聚变能系统的控制设备等。即便在日常应用中，其700℃的额定温度面对汽车电脑常遇到的125℃峰值温度时，更是稳如磐石。
除存储功能外，该设备还与人工智能高度契合。因为忆阻器利用欧姆定律在电流流过的瞬间完成物理乘法，结果即为测得的电流值。在类似ChatGPT的AI系统中，超过92%的计算本质上是矩阵乘法。此类设备能以极高效率执行任务，速度快几个数量级，能耗极低。
网友评论
