Κινέζοι επιστήμονες δημιούργησαν ένα πρωτοποριακό υλικό που θα μπορούσε να δώσει στα τσιπ μνήμης σχεδόν απεριόριστη διάρκεια ζωής. Σύμφωνα με την ομάδα, αυτός ο νέος τύπος σιδηροηλεκτρικού υλικού θα μπορούσε ενδεχομένως να μειώσει το κόστος του κέντρου δεδομένων και να έχει εφαρμογές στην εξερεύνηση βαθέων υδάτων ή στην αεροδιαστημική.
Επί του παρόντος, τα σιδηροηλεκτρικά υλικά χρησιμοποιούνται συχνά για την παραγωγή τσιπ αποθήκευσης και ανίχνευσης, καθώς είναι ζωτικής σημασίας για την τεχνητή νοημοσύνη και άλλους τομείς υψηλής τεχνολογίας. Ωστόσο, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και για την κατασκευή διακομιστών αποθήκευσης ή την υποστήριξη μεγάλων κέντρων δεδομένων.
Τα συμβατικά σιδηροηλεκτρικά υλικά που κυκλοφορούν ευρέως στο εμπόριο, όπως το τιτανικό ζιρκονικό μόλυβδο (PZT), ενδέχεται να εμφανίσουν αυτό που είναι γνωστό ως σιδηροηλεκτρική κόπωση κατά τη χρήση. Η κινεζική ομάδα θέλησε να αντιμετωπίσει αυτό το ζήτημα βελτιώνοντας τη δομή του υλικού.
«Όταν τα φορτία ρέουν κατά τη διάρκεια των διαδικασιών αποθήκευσης και ανάγνωσης, αυτά τα ελαττώματα μετακινούνται και συσσωρεύονται, εμποδίζοντας τελικά τη διαδικασία πόλωσης και οδηγώντας σε δυσλειτουργία της συσκευής», εξήγησε ο He Ri, αναπληρωτής καθηγητής στο ινστιτούτο CAS και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Οι ερευνητές επιλύσαν το πρόβλημα με την κατασκευή σιδηροηλεκτρικών υλικών σε στρώματα. Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, ανακάλυψαν ότι τα δισδιάστατα σιδηροηλεκτρικά υλικά μετατοπίζονται στο σύνολό τους κατά τη μεταφορά φορτίου όταν τοποθετούνται κάτω από ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Αυτό αποτρέπει την κίνηση και τη συσσώρευση φορτισμένων ελαττωμάτων, αποφεύγοντας έτσι την κόπωση. Η ομάδα ανέπτυξε ένα δισδιάστατο πολυεπίπεδο υλικό πάχους νανομέτρων γνωστό ως 3R-MoS2. Ένα νανόμετρο είναι περίπου 100.000 φορές μικρότερο από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας.
«Οι εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι το 3R-MoS2 εμφάνισε μηδενική υποβάθμιση της απόδοσης μετά από εκατομμύρια κύκλους, υποδηλώνοντας ότι οι συσκευές αποθήκευσης που κατασκευάζονται από αυτό το νέο δισδιάστατο σιδηροηλεκτρικό υλικό δεν έχουν περιορισμούς ανάγνωσης/εγγραφής», αναφέρουν στη μελέτη τους οι ερευνητές.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science».
ΠΗΓΗ: Interesting Engineering