Случайным образом снижено энергопотребление памяти PCM в 1 млрд раз

Ученые из Университета Пенсильвании (Penn Engineering), Индийского института науки (IISc) и Массачусетского технологического института (MIT) могли случайно преодолеть важное препятствие для внедрения новых технологий хранения данных.

Исследователи использовали селенид индия (In2Se3), благодаря которому нашли способ существенно снизить энергозатраты фазоизменяемой памяти PCM, которая способна сохранять информацию без постоянного питания, до 1 млрд циклов.

Работа PCM основана на переключении материалов между двумя состояниями: кристаллическим, где атомы упорядочены, и аморфным, где они расположены случайным образом. Это позволяет кодировать информацию с помощью изменения состояния вещества. Однако традиционная технология требует нагрева и быстрого охлаждения, для чего необходимы значительные энергетические затраты.

Исследователи нашли способ обойти процесс плавления, заменив его на аморфизацию с помощью электрического тока. Это существенно снижает энергозатраты PCM и открывает перспективы для более широкого применения технологии.

Гаурав Моди, аспирант Penn Engineering и соавтор исследования, отметил, что думал, что повредил провода. Обычно для аморфизации нужны электрические импульсы. Но тут постоянный ток нарушил кристаллическую структуру, чего быть не должно было.

Анализ показал, что ток вызывает цепную реакцию в материале, начиная с малейших деформаций, которые создают «акустический рывок» — волну, напоминающую сейсмическую активность во время землетрясения. Эта волна проходит через материал, вызывая аморфизацию в микрометровых областях, процесс, схожий с лавиной.