لقد كانت الحرارة هي السقف الذي منعنا من بناء أجهزة إلكترونية يمكنها البقاء في الظروف القاسية. لا تبدأ الأجهزة الإلكترونية في الاختناق حراريًا عند درجات الحرارة المرتفعة فحسب، بل إذا تم دفعها إلى ما هو أبعد من 200 درجة، فإنها تتوقف عن العمل تمامًا.
لكن هذا قد يتغير، إذ ربما يكون فريق من جامعة جنوب كاليفورنيا قد تمكن من اختراق السقف الحراري. في دراسة نشرت في مجلة ساينس، طور الباحثون شريحة ذاكرة جديدة استمرت في العمل بشكل موثوق عند درجة حرارة 700 درجة مئوية. كمرجع، هذا أكثر سخونة من الحمم المنصهرة.
لم يظهر الجهاز أي علامات على الاستسلام. سبعمائة درجة كانت ببساطة الحد الأقصى لمعدات الاختبار الخاصة بهم. وقال جوشوا يانج، الباحث الرئيسي في المشروع: “يمكنك أن تسميها ثورة”. “إنها أفضل ذاكرة عالية الحرارة تم عرضها على الإطلاق.”
كيف سحبوا هذا؟
تم بناء الرقاقة مثل شطيرة صغيرة. التنغستن في الأعلى، وطبقة سيراميك رقيقة في المنتصف، والجرافين في الأسفل. تتعامل كل مادة من هذه المواد مع الحرارة الشديدة بشكل جيد بمفردها، لكن السحر يحدث في طبقة الجرافين.
في الشريحة العادية، تدفع الحرارة ذرات المعدن عبر الطبقة الخزفية حتى يتصل الجانبان، مما يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي. الجرافين يمنع حدوث ذلك. ووفقا ليانغ، يعمل الجرافين والتنغستن كالزيت والماء. إن ذرات التنغستن التي تنجرف نحوها ببساطة لا تستطيع الإمساك بالسطح والرجوع بعيدًا. نظرًا لعدم وجود مرساة، لا يحدث قصر في الدائرة الكهربائية للرقاقة.
أفضل جزء؟ تعثر الفريق في هذا عن طريق الصدفة تمامًا. وقال يانغ: “لأكون صادقاً، كان ذلك عن طريق الصدفة، كما هو الحال مع معظم الاكتشافات”.
لماذا كسر السقف الحراري مهم؟
لقد ضمن السقف الحراري أننا لا نستطيع صنع آلات يمكنها التعامل مع درجات الحرارة القصوى. وهذا يعني أننا لم نتمكن من إرسال مجسات إلى الكواكب ذات درجات الحرارة المرتفعة للغاية أو إجراء أي تجارب حفر في أعماق الأرض. يمكن للرقاقة الجديدة أن تسمح لنا بإجراء مثل هذه التجارب.
استخدام آخر لهذه الشريحة هو في الذكاء الاصطناعي. أكثر من 90% من الحوسبة في أنظمة الذكاء الاصطناعي، مثل ChatGPT، تتضمن نوعًا واحدًا من الحسابات الرياضية. يمكن لهذه الشريحة إجراء تلك الحسابات بمجرد مرور الكهرباء من خلالها، مما يجعلها أسرع بكثير وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من أي شيء نستخدمه اليوم.
لاحظ أن المنتج النهائي لا يزال على بعد سنوات. ولكن على حد تعبير يانغ: “لقد تم تصنيع العنصر المفقود”. وبمجرد دخوله حيز الإنتاج، فإنه سيحل واحدة من أكبر المشاكل التي تعيق التقدم في تكنولوجيا الرقائق.
التعليقات