Изучая фазовые переходы в диоксиде ванадия (VO2), Мохаммад Самизаде Нику, аспирант Лаборатории исследований электроники и широкозонной электроники EPFL (POWERlab), сделал интересное открытие.
VO2 имеет изолирующую фазу при релаксации при комнатной температуре и претерпевает резкий переход от изолятора к металлу при 68°С, где изменяется его решеточная структура.
Если вы еще туда не дошли (это не ваша вина, я тоже дошел только после того, как сообщил, что все отлично Лучио Плантоне, увлеченный будущим и наукой и преданный читатель этого сайта), я вам скажу. Таким образом, VO2 имеет энергозависимую память.
Вы снижаете температуру, снимаете «напряжение» и материал возвращается в изоляционное состояние.
Ну и что?
Для своей докторской диссертации Самизаде Нику пытался выяснить, сколько времени потребуется диоксиду ванадия, чтобы перейти из одного состояния в другое. Но после сотен проведенных измерений исследователь понял, что память VO2 не так нестабильна, как казалось изначально.
Фактически, материал способен «запоминать» самый последний полученный стимул на срок до 3 часов.
Удачное стечение обстоятельств
Сколько раз мы комментировали великие открытия, рожденные по счастливой случайности? Клише. Тем не менее, даже в этом случае это произошло так.
В своих экспериментах Самизаде Нику подавал электрический ток на образец диоксида ванадия. «Ток проходил через материал, следуя по пути, пока не вышел на другую сторону», — объясняет он. Нагревая образец, ток вызывал изменение состояния VO2. Как только ток прошел, материал вернулся в исходное состояние.
При подаче на материал второго импульса тока время, необходимое для изменения состояния, изменилось. Более того: это было напрямую связано с «историей» материала.
«Похоже, что VO2 «помнит» первый фазовый переход и предвидит следующий», — объясняет профессор. Элисон Матиоли, возглавляющий лабораторию POWERlab EPFL. «Мы не ожидали увидеть такой эффект памяти, который не имеет ничего общего с электронными состояниями, а связан с физической структурой материала. И это беспрецедентное открытие: ни один другой материал в мире не ведет себя подобным образом».
Память диоксида ванадия и последствия для вычислительной техники
После великой маленькой «Эврики» Самизаде Нику исследования взяла на себя вся лаборатория, которая подготовила исследование (Я связываю это здесь).
И это только начало: эффект памяти диоксида ванадия может длиться несколько дней, говорит Матиоли. «Но на данный момент у нас нет инструментов, необходимых для его измерения».
Что могу сказать: это сенсационная вещь дляInformatica. Это действительно важно именно потому, что наблюдаемый эффект памяти является врожденным свойством материала.
Использование такого материала, как диоксид ванадия, позволит увеличить объем памяти, повысить скорость и повысить миниатюризацию.
И это еще не все: это позволит вам хранить данные в совершенно отличном от текущего виде (двоичные данные, которые зависят от манипуляций с электронными состояниями). VO2 может воспроизводить динамику нейронов человека.
Куда приведет нас это открытие?
