Разработана сверхпрочная флэш-память для компьютеров, работающих в глубоком космосе
Среди многочисленных опасностей, с которыми сталкиваются космические зонды, воздействие радиации и огромные перепады температур создают особые проблемы для их электронных схем. Электроника быстро разрушается. Но есть выход.
Исследователи Университета KAUST, Саудовская Аравия разработали первое в мире устройство флэш-памяти на основе оксида галлия — материала, способного противостоять суровым космическим условиям лучше, чем обычная электроника.
Оксид галлия — полупроводник, хотя он проводит электричество хуже, чем кремний, включением некоторых примесей (легированием) его можно усилить. Но оксид галлия обладает рядом преимуществ по сравнению с кремнием. Например, оксид галлия способен выдерживать большие токи и напряжения с малыми потерями энергии, его легко выращивать в виде высококачественных пленок с помощью недорогих технологий.
Но самое главное — он прочен. «Приборы на основе оксида галлия стали широко использоваться для работы в неблагоприятных условиях, особенно при освоении космоса, поскольку они способны выдерживать высокие температуры и радиацию без серьезных разрушений», — говорит соавтор работы Вишал Кханделвал.
Но чтобы электроника на основе оксида галлия процветала, исследователям необходимо было доказать, что этот материал можно использовать и в устройствах памяти.
Сверхпрочная память
Разработанное командой устройство представляет собой тип транзистора, содержащий слой, известный как плавающий затвор, который захватывает электроны для хранения данных. Такая базовая конструкция уже используется в обычных устройствах флэш-памяти. Однако вместо кремния в новом устройстве используется слой оксида галлия толщиной всего 50 нанометров.
В настоящее время для программирования и стирания данных в устройстве требуются относительно длительные импульсы напряжения (около 100 миллисекунд), но команда намерена их радикально сократить. «Дальнейшее развитие устройств основе оксида галлия позволит довести новую память до практического применения в экстремальных условиях», — уверен ведущий автор работы Сяоханг Ли.