当前位置:

首页 > 硬件相关 > “三明治”忆阻器能在700℃高温下稳定运行

“三明治”忆阻器能在700℃高温下稳定运行

突破700℃“热障”:这款“三明治”忆阻器,让电子产品无惧熔岩高温 来源:科技日报 科技日报记者 刘霞 如果告诉你,有一款电子元件能在比熔岩还滚烫的环境里稳定工作,你会不会觉得不可思议?最新一期《科学》杂志上的一项研究,正在将这种设想变为现实。南加州大学的科学家研发出一种结构独特的“三明治”忆阻器,

本文目录

    突破700℃“热障”:这款“三明治”忆阻器,让电子产品无惧熔岩高温

    来源:科技日报

    科技日报记者 刘霞

    如果告诉你,有一款电子元件能在比熔岩还滚烫的环境里稳定工作,你会不会觉得不可思议?最新一期《科学》杂志上的一项研究,正在将这种设想变为现实。南加州大学的科学家研发出一种结构独特的“三明治”忆阻器,它在高达700℃的极端高温下,依然能维持可靠运行。这个温度不仅远超常见电子元件的承受极限,甚至也超越了测试设备的上限——700℃仅仅是测试仪器的天花板,并非器件本身的物理终点。

    电子设备的“阿喀琉斯之踵”:热障

    无论是你口袋里的手机,还是飞驰的汽车,乃至遨游太空的人造卫星,其内部的电子设备都有一个共同的、近乎致命的弱点:怕热。一旦环境温度突破大约200℃,它们的性能便会开始衰退,直至完全失效。这道看不见摸不着的“热障”,几十年来一直横亘在工程师面前,成为诸多尖端应用难以逾越的壁垒。而眼下的这项新进展,很可能就是推倒这堵墙的第一块基石。

    “三明治”结构:高温下的稳定奥秘

    这个神奇的忆阻器,是一种能同时执行信息存储和计算操作的纳米级器件。它的结构设计颇有巧思,就像一份精心制作的“三明治”:顶层是金属钨,中间层是氧化铪陶瓷,底层则铺着一层石墨烯。为何选择这三种材料?道理其实很直观:钨是自然界中熔点最高的金属;而石墨烯作为单原子层厚的碳材料,其耐热和稳定性早已名声在外。

    实际测试结果令人印象深刻。在700℃的熔炉般环境中,这款忆阻器不仅能将数据稳定保存超过50小时,还成功经受住了超过10亿次开关周期的严酷考验,而驱动它所需的电压,仅仅1.5伏。

    石墨烯:一道“水火不容”的屏障

    那么,传统电子器件为何会在高温下迅速“罢工”?问题通常出在金属原子的迁移上。高温会让顶部电极的金属原子变得“活泼”,它们会缓慢地穿过中间的陶瓷层,最终抵达底部电极。一旦上下电极通过这种方式形成永久性的金属桥接,器件就会短路并锁定在开启状态,彻底损坏。

    而在这款新器件中,底层的石墨烯扮演了“终结者”的角色。钨原子与石墨烯界面之间的化学性质,可以用“油水不相容”来形容。那些漂移过来的钨原子,在石墨烯表面根本找不到可以“锚定”的落脚点,无法形成稳定的连接,从而从根本上杜绝了因原子扩散导致短路的风险。

    从深空到日常:广阔的应用前景

    毫无疑问,这种耐极端高温的特性,为它打开了一系列激动人心的应用大门。想想那些环境恶劣的领域吧:外星行星的探索设备、深入地球内部的地热钻探仪器、以及核能与未来聚变能系统的精密控制单元,都需要能够耐受极端温度的电子“心脏”。

    即便回到我们熟悉的日常生活场景,它的优势也同样明显。当汽车电脑在激烈驾驶中面临125℃的峰值温度时,对于额定温度高达700℃的它来说,简直是小菜一碟,稳定性堪比磐石。

    不止于存储:更是AI计算的翻跟斗

    除了卓越的数据存储能力,这款忆阻器与人工智能可谓是天作之合。原因在于,忆阻器能基于欧姆定律,在电流流过的瞬间完成物理上的乘法运算,其结果直接就是测得的电流值。而在类似ChatGPT这样的大型AI模型中,超过92%的计算本质上都是矩阵乘法。利用忆阻器阵列来执行这些任务,效率可以实现数量级的提升,同时能耗却可以降到极低水平。

    这意味着,未来我们或许不仅能造出不怕高温的“强壮”计算机,还能造出运算更快、更节能的“聪明”大脑。这项突破,无疑为下一代电子技术和计算架构,开辟了一条耐热又高效的新路径。

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    硬件相关
    相关文章 更多
    我科研团队开辟催化剂制备新路径
    我科研团队开辟催化剂制备新路径

    天津大学胡文彬团队提出瞬态组装策略,利用毫秒级热脉冲技术将核壳催化剂制备从几小时缩至几分钟,铂壳精确控制为三原子层,能耗降低90%,氢燃料电池额定功率达15.2千瓦/克铂,耐久性优异。

    我国科研人员研发大规模量子微扰计算软件
    我国科研人员研发大规模量子微扰计算软件

    面向异构GPU集群的大规模量子微扰计算软件HIP-DFPT被成功研发。通过微任务重组、GPU内存优化和多流异步流水等策略,结合AI性能建模与混合多级负载均衡算法,在8192张国产GPU上实现了20万原子体系的全电子精度模拟,原子吞吐量提升70%,为复杂科学计算提供新路径。

    由激光写入的磁存储材料切换数据提速千倍
    由激光写入的磁存储材料切换数据提速千倍

    日本研究人员开发出新型磁性存储材料,利用飞秒激光实现数据写入,速度达传统电流驱动磁存储器的约1000倍。该材料采用钴、钆和CoFeB的多层结构,通过全光磁翻转稳定写入,兼容现有磁隧道结技术,有望降低AI芯片与数据中心能耗。

    新型纳米膜 害虫无处躲(科技瞭望)
    新型纳米膜 害虫无处躲(科技瞭望)

    纳米纤维用于田间害虫绿色防治示意图 来源:人民日报海外版 在田间,昆虫依靠性信息素寻找配偶,而人类则利用这一机制进行绿色防控。然而,这种看似理想的防控手段,在现实中却常常受制于高温天气。 近日,中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队开发出一种纳米纤维薄膜,兼具温度调节和缓释功

    魔法原子端到端具身智能大模型,今年量产400台人形机器人
    魔法原子端到端具身智能大模型,今年量产400台人形机器人

    魔法原子发布会:人形机器人、四足机器人及“原子万象”大模型惊艳亮相3月26日,魔法原子举办“原子双生”2025场景战略发布会,重磅推出其人形机器人“小麦”和四足机器人,并首次发布端到端“原子万象大模型”。同时,公司启动“千景共创计划”,目标是与1000家合作伙伴合作,打造1000个基于人形机器人的应用场景。人形机器人“小麦”:加速工业和商业应用发布会上,“小麦”回顾了其过去一年的发展历程,从最初的经典控制路线,到如今的强化学习和模仿学习技术路线,其运动能力得到了显著提升,跑步速度已达2m/s,

    鑫谷预热 GPE-01 石墨烯导热垫片:130 W/m·K 导热系数,支持英特尔 LGA1851 平台
    鑫谷预热 GPE-01 石墨烯导热垫片:130 W/m·K 导热系数,支持英特尔 LGA1851 平台

    本站12月3日消息,Segotep鑫谷官方B站账户昨日发布视频预热介绍GPE-01石墨烯导热垫片。该产品热传导能力远超传统硅脂导热膏,同时拥有更长使用寿命、更易安装。▲图源Segotep鑫谷官方B站账户,下同GPE-01石墨烯导热垫片支持英特尔LGA1851插槽,同时兼容前代LGA1700插槽,四周环绕以防导电包边。鑫谷宣传该产品导热系数达130W/m·K,使用寿命达10年且不会衰减。由于石墨烯垫片物理性质不同于硅脂,鑫谷给出了多条注意事项,本站大致整理如下:安装石墨烯导热垫片时切勿转动碾压,因为石墨烯与

    电视无法开机维修费用怎么算及收费标准说明
    电视无法开机维修费用怎么算及收费标准说明

    电视无法开机时维修费到底贵不贵?本文拆解上门费、检测费、配件费和人工费的计算方式,对比官方售后与第三方维修的收费差异,提供实用的比价与避坑建议。

    新款iPad mini辨识指南:OLED屏幕、A20 Pro芯片与容量配置核对
    新款iPad mini辨识指南:OLED屏幕、A20 Pro芯片与容量配置核对

    了解新款iPad mini如何通过8.5英寸OLED屏幕和A20 Pro芯片进行身份确认,核对不同容量版本的核心配置与价格,并区分新机发布信息与二手市场报价的差异。

    苹果10月Mac与iPad新品配置线索:触屏MacBook Pro与iMac升级前瞻
    苹果10月Mac与iPad新品配置线索:触屏MacBook Pro与iMac升级前瞻

    梳理苹果10月Mac与iPad新品的配置线索,包括触屏MacBook Pro的OLED屏幕与M5芯片、iMac的4.5K显示升级及iPad mini的存储选项,为选购提供参考。

    华为Mate 70 Pro开箱:包装、机身外观与首次开机
    华为Mate 70 Pro开箱:包装、机身外观与首次开机

    华为Mate 70 Pro开箱要看哪些细节?查看包装型号与HarmonyOS标识、机身外观和欢迎语言界面,并通过华为官方产品入口核对信息。

    查看更多
    精品专题 更多
    装机必备
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows
    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程
    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    Mac软件 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    Aperty macOS版
    Aperty macOS版
    macOS

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    WINDOWS 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    PixTV 网页版
    PixTV 网页版
    Windows

    PixTV 是一款在浏览器中使用的 AI 视觉内容创作平台,提供图片、视频、音频、文字生成、AI 分镜、局部重绘、提示词反推和无限画布等工具,适合短剧、漫剧、广告及社交媒体内容制作。