Computerspeichergeräte bestehen aus ferroelektrischem Aluminiumscandiumnitrid, das extremen Temperaturen standhält. (Foto: University of Pennsylvania)

Neue Computerspeicher, die bei Temperaturen betrieben werden können, die so hoch sind, dass Gestein zu schmelzen beginnt, könnten den Weg für Computer ebnen, die in der rauen Umgebung der Venus funktionieren.

Die langlebigsten nichtflüchtigen Speichergeräte (NVM) von heute, einschließlich Solid-State-Laufwerke (SSDs), können bei Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius ausfallen. Wissenschaftler haben jedoch eine neue ferroelektrische Diode (ein Halbleiterschaltgerät) entwickelt und getestet, die selbst bei einer Erhitzung auf 600 Grad Celsius noch stundenlang funktioniert.

Dies bedeutet, dass Sensoren und Computergeräte mit Dioden in rauen Umgebungen eingesetzt werden können – wie etwa in Kernkraftwerken, bei der Tiefsee-Ölförderung oder auf dem heißesten Planeten unseres Sonnensystems –, wo sie zuvor innerhalb von Sekunden versagt hätten.

NVM-Geräte bestehen aus einem Material namens ferroelektrisches Aluminiumscandiumnitrid (AlScN). Es ist der neueste Stand der Materialwissenschaft und hat sich erst in den letzten fünf Jahren als Option für Hochleistungshalbleiter herauskristallisiert.

Dabei basiert das Gerät auf einer AlScN-Diode mit einer Dicke von 45 Nanometern, was 1.800-mal kleiner ist als die Breite eines menschlichen Haares.

Wissenschaftler verwenden Aluminiumscandiumnitrid, um Computer zu entwickeln, die auf extrem heißen Planeten wie der Venus funktionieren können. (Foto: SCIEPRO)

Eine der bemerkenswertesten Entdeckungen des Teams war, dass die Geräte eine Million Lesezyklen bewältigen und über sechs Stunden lang ein stabiles Ein-Aus-Verhältnis aufrechterhalten konnten – ein beispielloses Ergebnis, sagte Dhiren Pradhan, Postdoktorand für Elektro- und Systemtechnik an der University of Pennsylvania.

Diese Arbeit baut auf bestehenden Forschungen zu Halbleitern auf, die auch bei extremen Temperaturen betrieben werden können. Mit diesem Speicher haben Sie einen Computer, der fast überall funktionieren kann, sagen Wissenschaftler.

„Es geht nicht nur darum, die Ausrüstung zu verbessern, sondern auch neue Fortschritte in Wissenschaft und Technologie zu schaffen“, sagte Deep Jariwala, außerordentlicher Professor für Elektro- und Systemtechnik an der University of Pennsylvania in den USA.

Insbesondere sagen Wissenschaftler, dass eine neue Ära siliziumfreier Computergeräte entstehen könnte, die Speicher und Verarbeitung für datenintensive Aufgaben wie künstliche Intelligenz (KI) enger integrieren.

Wissenschaftler glauben, dass der neue Ansatz – die Kombination von hitzebeständigem Speicher und Prozessoren – letztendlich zur KI-Verarbeitung unter extremen Bedingungen auf anderen Planeten führen könnte.