Випадковим чином знижено енергоспоживання пам'яті PCM у 1 млрд разів

Дослідники використовували селенід індію (In2Se3), завдяки якому знайшли спосіб суттєво знизити енерговитрати фазозмінюваної пам'яті PCM, яка здатна зберігати інформацію без постійного живлення до 1 млрд циклів.

Робота PCM заснована на перемиканні матеріалів між двома станами: кристалічним, де атоми впорядковані, і аморфним, де вони розташовані випадковим чином. Це дозволяє кодувати інформацію за допомогою зміни стану речовини. Однак традиційна технологія вимагає нагрівання та швидкого охолодження, для чого потрібні значні енергетичні витрати.

Дослідники знайшли спосіб обійти процес плавлення, замінивши його на аморфізацію за допомогою електричного струму. Це суттєво знижує енерговитрати PCM та відкриває перспективи для ширшого застосування технології.

Гаурав Моді, аспірант Penn Engineering та співавтор дослідження, зазначив, що думав, що пошкодив дроти. Зазвичай аморфізації потрібні електричні імпульси. Але тут постійний струм порушив кристалічну структуру, чого не повинно було бути.

Аналіз показав, що струм викликає ланцюгову реакцію у матеріалі, починаючи з найменших деформацій, що створюють «акустичний ривок» — хвилю, що нагадує сейсмічну активність під час землетрусу. Ця хвиля проходить через матеріал, викликаючи аморфізацію в мікрометрових областях, процес, схожий на лавину.