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内存设备新型内存可在300高温下记录存储

发布时间:2019-04-11 06:20:43

新型内存可在300℃高温下记录、存储和恢复数据

作者:陈丹 来源:科技

原标题:新型内存可在300℃高温下工作

科技讯 (陈丹)电子内存设备的性能会随着温度的升高而下降,但美国科学家提出了一种新的内存设计,却需要在超过600开(约327℃)高温下工作。这种纳米热机械存储器(Nano ThermoMechanical memory)利用热而非电,来记录、存储和恢复数据,未来有望应用于空间探索任务、深井钻探、内燃机等多个领域。

内布拉斯加大学林肯分校研究生马哈茂德艾尔左卡和助理教授西迪恩道在近出版的《应用物理快报》上发表论文,描述了这种新内存。(这项研究)重要的意义在于实际设计/开发了一种高温存储(逻辑)设备。恩道说,目前还不存在能够在极端环境下保持良好性能的随机存取存储器。

据物理学家组织1月8日(北京时间)报道,在新设计的纳米热机械存储器中,二进位存储态0和1由两种稳定的温度状态来表示。比如在模拟实验中,1038开代表0,而1341开代表1。

拥有两种不同的稳定温度状态非常少见,因为大多数设备只有一个稳定温度状态。要做到这一点,关键是小心控制两个间距极小的物体之间的热传递。在新的高温存储设备中,这两个物体分别是:一个固定的热的终端和其下方的一个没有固定且温度较低的头(head)。头可以上下自由移动,并通过一根柄与另一个底部固定的冷的(模拟实验中为600开)终端相连。

当热量被施加到热终端时,部分热量会通过远场热辐射传递给头X光机
。随着头的温度升高,连接柄由于热膨胀而伸长,使得头与热终端的间距缩小(近似于一个辐射波长),这时热传递的主要方式变为了近场而非远场热辐射。重要的是项链批发价格
,从热终端向头传递的热量实际上在增加,即使二者之间的温差减小了。这种有违直觉的现象被称为负微分热阻(NDTR),两个稳定的温度状态也正是因此才得以存在的。

当热终端(通过近场热辐射)传递给头的热量与头(通过向连接柄向下传导)损失的热量相等时,就会出现稳定的温度状态,也可称为热闭锁状态。如果这种状态因温度降低而被打破,系统会自动获取热量来回归稳定;反之,当温度升高,它也会自动损失热量。处于两种稳定温度状态中间的为临界状态,若高于临界值,系统将趋向于温度较高的稳定状态;若低于临界值,则转向温度较低的状态。

通过使用热探针来控制热终端的温度,数据就可以写入并存储在存储器中,读出数据只需测量一根绝缘探针的温度即可。

将来,纳米热机械存储器也可作为逻辑设备来使用,其同样具有可在高温环境下操作的优点。研究人员接下来将通过实验来实现他们的内存设计。我们目前正在制造一个近场纳米热机械存储器工作原型。恩道说。

总圈点

通过改变工作温度让材料特殊属性发挥作用的例子无处不在,高温超导材料即为典型案例。本文中的纳米热机械存储器,巧妙地利用温度差别,开发出了具有计算机内存逻辑能力的智能装置,其中的精妙所在,莫过于让代表0和1的两种温度保持工作稳定性。试想一下,如果这个设计广泛应用,未来所有在高温环境下工作的仪器和设备,其动态数据能够轻松采集,那么人类距离建设智慧地球还真是又近了一大步热镀锌光伏支架

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