一種能夠在極高溫度下運行的新型計算機存儲設備，有望在地球上最嚴酷的環境中使用，甚至首次在金星上運行。

當前最堅固的非易失性存儲器（NVM）設備，包括固態硬盤（SSD），在溫度達到572華氏度（300攝氏度）時會失效。但科學家們創造并測試了一種新的鐵電二極管（半導體開關裝置），即使在溫度升至1112華氏度（600攝氏度）時仍能連續工作數小時。

這意味著，使用這種二極管的傳感器和計算設備可以放置在極端環境中，例如核電站、深井油氣勘探，甚至我們的太陽系中最熱的行星——金星，這些環境中以前的設備在幾秒鐘內就會失效。

創新材料：鋁鈧氮化物

這種NVM設備使用了一種稱為鐵電鋁鈧氮化物（AlScN）的材料。該材料是材料科學的前沿成果，僅在過去五年內才成為高性能半導體的選擇。

與任何分子一樣，關鍵在于原子的比例。在這里，設備基于一個厚度為45納米的AlScN二極管——這個厚度是人類頭發寬度的1800倍。

研究團隊的一個重要發現是，這些設備可以承受一百萬次讀取周期，并在超過六小時內保持穩定的開關比。在論文中，團隊將這一結果描述為“前所未有”。

應用前景

這一研究建立在現有的可在極端溫度下運行的半導體研究基礎上。科學家們表示，將這種存儲器添加到處理器中，可以制造幾乎可以在任何地方工作的計算機。

“從地球深處鉆探到太空探索，我們的高溫存儲設備可以在其他電子設備和存儲設備會失敗的地方實現先進的計算，”賓夕法尼亞大學電氣與系統工程系副教授迪帕克·賈里瓦拉在聲明中說。“這不僅僅是關于改進設備，而是關于在科學和技術的新前沿領域開辟新的可能。”

特別是，科學家們在論文中提到，一種新的非硅計算設備時代可能會到來，這些設備將存儲和處理更緊密地集成在一起，以應對數據密集型任務，如人工智能（AI）。

新的技術挑戰與機遇

“使用小硅晶體管的傳統設備在高溫環境中難以工作，”賈里瓦拉補充道。因此，目前使用的是碳化硅技術，但它在處理速度方面遠不如天然硅，并且數據密集型計算目前無法在嚴酷環境中進行。

但科學家們相信，通過將耐熱存儲器和處理器整合到一個超密集的封裝中，可以最終實現其他行星上的AI處理能力。

這種新型計算機存儲設備不僅有望在極端環境中運行，還可能引領我們進入一個新的科學與技術前沿，實現以前難以想象的任務和應用。