Инженеры создали чип, способный выдержать условия на Венере

У всех электронных устройств, которыми вы пользуетесь, есть одна критическая уязвимость. Если температура окружающей среды превысит примерно 200 °C, оно начнёт выходить из строя. Ваш телефон, компьютер вашего автомобиля, спутники, вращающиеся прямо сейчас над вашей головой, — все они имеют одинаковый температурный предел, заложенный в их конструкцию. На протяжении десятилетий этот предел был одной из самых серьёзных преград в инженерии. Теперь команда из Университета Южной Калифорнии, возможно, преодолела его.

В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи под руководством профессора Джошуа Янга сообщают о новом типе запоминающего устройства, которое надёжно работало при температуре 700 °C. Это горячее, чем расплавленная лава. Эта температура выше, чем на поверхности Венеры, которая погубила все когда-либо отправленные туда посадочные модули, уничтожив их электронику за несколько часов. И, что особенно важно, 700 °C — это не предел, а просто максимальная температура, до которой могло нагреться их испытательное оборудование. Устройство не демонстрировало никаких признаков отказа.

Это устройство называется мемристором — наноразмерный компонент, способный как хранить информацию, так и выполнять вычислительные операции. Это крошечный «сэндвич» с двумя слоями электродов снаружи и тонкой керамической начинкой посередине. Команда создала свой мемристор из вольфрама — металла с самой высокой температурой плавления среди всех химических элементов — в сочетании с керамикой (оксидом гафния) и слоем графена на дне. Каждый из этих материалов способен выдерживать огромные температуры.

Графен является ключевым компонентом благодаря тому, как он взаимодействует с вольфрамом на атомном уровне. В обычном устройстве тепло заставляет атомы металла медленно дрейфовать через керамический слой, пока они не соединят два электрода, вызвав короткое замыкание и навсегда выведя устройство из строя. Графен полностью останавливает этот процесс.

Космические агентства давно нуждаются в электронике, способной работать при температуре выше 500 °C — температуре поверхности Венеры — без разрушения. Для глубокого геотермального бурения в недрах Земли требуются датчики, работающие там, где окружающая порода раскалена докрасна. Системы ядерной и термоядерной энергетики также генерируют сильное тепло, и оборудование, расположенное рядом с ними, должно быть способно его выдерживать.