科技日?qǐng)?bào)訊 （記者陳丹）電子內(nèi)存設(shè)備的性能會(huì)隨著溫度的升高而下降，但美國(guó)科學(xué)家提出了一種新的內(nèi)存設(shè)計(jì),，卻需要在超過(guò)600開（約327℃）高溫下工作,。這種納米熱機(jī)械存儲(chǔ)器（Nano ThermoMechanical memory）利用熱而非電，來(lái)記錄,、存儲(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù),，未來(lái)有望應(yīng)用于空間探索任務(wù)、深井鉆探,、內(nèi)燃機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域,。 內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校研究生馬哈茂德·艾爾左卡和助理教授西迪·恩道在最近出版的《應(yīng)用物理快報(bào)》上發(fā)表論文,，描述了這種新內(nèi)存?！埃ㄟ@項(xiàng)研究）最重要的意義在于實(shí)際設(shè)計(jì)/開發(fā)了一種高溫存儲(chǔ)（邏輯）設(shè)備,。”恩道說(shuō),，“目前還不存在能夠在極端環(huán)境下保持良好性能的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,。” 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月8日（北京時(shí)間）報(bào)道,，在新設(shè)計(jì)的納米熱機(jī)械存儲(chǔ)器中,，二進(jìn)位存儲(chǔ)態(tài)“0”和“1”由兩種穩(wěn)定的溫度狀態(tài)來(lái)表示。比如在模擬實(shí)驗(yàn)中,，1038開代表“0”,，而1341開代表“1”。 擁有兩種不同的穩(wěn)定溫度狀態(tài)非常少見(jiàn),，因?yàn)榇蠖鄶?shù)設(shè)備只有一個(gè)穩(wěn)定溫度狀態(tài),。要做到這一點(diǎn)，關(guān)鍵是小心控制兩個(gè)間距極小的物體之間的熱傳遞,。在新的高溫存儲(chǔ)設(shè)備中,，這兩個(gè)物體分別是：一個(gè)固定的熱的終端和其下方的一個(gè)沒(méi)有固定且溫度較低的“頭（head）”?！邦^”可以上下自由移動(dòng),，并通過(guò)一根柄與另一個(gè)底部固定的冷的（模擬實(shí)驗(yàn)中為600開）終端相連。 當(dāng)熱量被施加到熱終端時(shí),，部分熱量會(huì)通過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng)熱輻射傳遞給“頭”,。隨著“頭”的溫度升高，連接柄由于熱膨脹而伸長(zhǎng),，使得“頭”與熱終端的間距縮?。ń朴谝粋€(gè)輻射波長(zhǎng)），這時(shí)熱傳遞的主要方式變?yōu)榱私鼒?chǎng)而非遠(yuǎn)場(chǎng)熱輻射,。重要的是,，從熱終端向“頭”傳遞的熱量實(shí)際上在增加，即使二者之間的溫差減小了,。這種有違直覺(jué)的現(xiàn)象被稱為負(fù)微分熱阻（NDTR）,，兩個(gè)穩(wěn)定的溫度狀態(tài)也正是因此才得以存在的。 當(dāng)熱終端（通過(guò)近場(chǎng)熱輻射）傳遞給“頭”的熱量與“頭”（通過(guò)向連接柄向下傳導(dǎo)）損失的熱量相等時(shí),，就會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的溫度狀態(tài),，也可稱為熱閉鎖狀態(tài)。如果這種狀態(tài)因溫度降低而被打破,，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取熱量來(lái)回歸穩(wěn)定,；反之,，當(dāng)溫度升高，它也會(huì)自動(dòng)損失熱量,。處于兩種穩(wěn)定溫度狀態(tài)中間的為臨界狀態(tài),，若高于臨界值，系統(tǒng)將趨向于溫度較高的穩(wěn)定狀態(tài),；若低于臨界值,，則轉(zhuǎn)向溫度較低的狀態(tài)。 通過(guò)使用熱探針來(lái)控制熱終端的溫度,，數(shù)據(jù)就可以寫入并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,，讀出數(shù)據(jù)只需測(cè)量一根絕緣探針的溫度即可。 將來(lái),，納米熱機(jī)械存儲(chǔ)器也可作為邏輯設(shè)備來(lái)使用,，其同樣具有可在高溫環(huán)境下操作的優(yōu)點(diǎn)。研究人員接下來(lái)將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的內(nèi)存設(shè)計(jì),。“我們目前正在制造一個(gè)近場(chǎng)納米熱機(jī)械存儲(chǔ)器工作原型,?！倍鞯勒f(shuō)。 |
- 收藏
- 訂閱
- 發(fā)給好友
- 我來(lái)說(shuō)兩句
- 關(guān)閉此頁(yè)
- 【字號(hào) 大 中 小】