Российские учёные разработали флеш-память, способную хранить данные сотни лет

Image: iXBT · Source

Исследователи из Института полупроводниковой физики им. Ржановa в России разработали радиационно-устойчивую энергонезависимую флеш-память с потенциально многовековым сроком хранения данных, предназначенную для космических применений, таких как спутники и орбитальные центры обработки данных.

Учёные из Института полупроводниковой физики имени А. В. Ржанова, входящего в Сибирское отделение Российской академии наук, предложили новую технологию энергонезависимой флеш-памяти, отличающуюся повышенной устойчивостью к радиации и исключительно долгим сроком сохранения данных. Эта инновация имеет перспективы применения в космической технике, включая спутники, космические аппараты с ядерными энергетическими установками и орбитальные центры обработки данных.

Основой технологии являются диэлектрические плёнки с структурными дефектами, известными как электронные ловушки. Эти ловушки могут захватывать и удерживать электрический заряд в течение длительного времени, при этом наличие или отсутствие заряда представляет цифровую информацию. Изначально исследователи экспериментировали с плёнками нитрида кремния, впоследствии переключившись на материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, такие как оксид алюминия и оксид циркония. По словам разработчиков, такой подход увеличивает срок хранения данных, снижает энергопотребление при перезаписи и улучшает устойчивость памяти к ионизирующему излучению; патенты на эти решения уже поданы.

Владимир Гриценко, ведущий научный сотрудник института, отметил, что при комнатной температуре теоретическое время удержания электрона в этих ловушках может достигать сотен лет. В отличие от традиционной флеш-памяти на основе плавающих затворов, эта конструкция локализует заряд непосредственно в диэлектрическом слое.

Радиационная устойчивость критически важна для космической электроники, так как воздействие высокоэнергетических частиц может вызывать ошибки или повреждения данных. Поэтому память с повышенной радиационной стойкостью особенно ценна для длительных космических миссий.

Одним из потенциальных применений, на которые указывают учёные, являются орбитальные центры обработки данных. Спутники для дистанционного зондирования и научных миссий генерируют огромные объёмы данных, и их обработка на борту может снизить нагрузку на каналы связи Земля–космос.

Помимо спутников эту технологию можно использовать в более сложных системах, таких как космические аппараты с ядерными источниками питания и автономные исследовательские станции. Однако учёные подчёркивают, что радиационно-устойчивой памяти недостаточно; радиационно-защищённые процессоры остаются отдельной технологической задачей.

Параллельно команда исследует альтернативные механизмы хранения данных, основанные на изменении состояния материала вместо накопления заряда. Эти экспериментальные методы могут обеспечить значительно более высокие скорости работы и долговечность до триллионов циклов перезаписи, хотя находятся на ранних стадиях разработки.

Это значимое достижение представляет собой важный шаг в создании надёжных технологий памяти, адаптированных к жёстким условиям космических исследований и долгосрочного хранения данных.