Ученые из Университета Южной Калифорнии разработали чип, способный работать при экстремальных температурах до 700 °C без специальных охлаждающих устройств. Благодаря этому электронное устройство может выдержать высокую температуру поверхности Венеры. Результаты исследования опубликованы в Science.
Речь идет о мемристоре — наноразмерном элементе, который одновременно хранит данные и участвует в вычислениях. Устройство создано из вольфрама, оксида гафния и графена — материалов, способных выдерживать экстремальные температуры. В ходе испытаний мемристор стабильно работал при 700 °C, и признаков отказа зафиксировано не было.
До сих пор большинство электронных компонентов начинали выходить из строя уже при нагреве около 200 °C, что ограничивало их применение в космосе, энергетике и промышленности. Новая разработка может преодолеть этот барьер.
«Ключевую роль сыграл слой графена. Обычно при нагреве атомы металла начинают перемещаться внутри структуры, что приводит к короткому замыканию и разрушению устройства. Однако графен блокирует этот процесс: атомы вольфрама не могут закрепиться на его поверхности, что предотвращает деградацию», — объяснили ученые.
Как отмечают авторы, эффект был обнаружен случайно, но затем подтвержден с помощью электронной микроскопии и квантового моделирования.
Разработка может найти применение в условиях, где обычная электроника не работает: на поверхности Венеры, в системах геотермального бурения, а также в ядерной и термоядерной энергетике. Исследователи подчеркивают, что до практического внедрения еще далеко, однако сама возможность создания устойчивой к экстремальному нагреву электроники уже подтверждена.
Ранее россиянам рассказали, есть ли жизнь на Марсе.