Ryska forskare utvecklar flashminne som kan lagra data i hundratals år

Bild: iXBT · Källa

Forskare vid Rzhanov-institutet för halvledarfysik i Ryssland har utvecklat en strålningsresistent, icke-flyktig flashminnesteknologi med potentiellt århundraden lång dataretention, riktad mot rymdtillämpningar som satelliter och omloppsdatacenter.

Forskare från A. V. Rzhanov-institutet för halvledarfysik, en del av den sibiriska grenen av Ryska vetenskapsakademin, har föreslagit en ny teknologi för icke-flyktigt flashminne som är särskilt anmärkningsvärd för sin förbättrade strålningsresistens och en exceptionellt lång dataretentionstid. Denna innovation lovar att kunna användas inom rymdteknik, inklusive satelliter, rymdfarkoster utrustade med kärnkraftsenheter och omloppsdatacenter.

Kärnan i teknologin bygger på dielektriska filmer med strukturella defekter kända som elektronfällor. Dessa fällor kan fånga och hålla elektrisk laddning under långa tidsperioder, där närvaron eller frånvaron av laddning representerar digital information. Initialt experimenterade forskarna med kiselnitridfimer, men övergick senare till material med hög dielektrisk permittivitet såsom aluminiumoxid och zirkoniumoxid. Enligt utvecklarna ökar detta angreppssätt dataretentionen, minskar strömförbrukning vid omskrivning och förbättrar minnets motståndskraft mot joniserande strålning; patent har lämnats in som täcker dessa lösningar.

Vladimir Gritsenko, institutets ledande vetenskapliga medarbetare, uppgav att vid rumstemperatur kan den teoretiska retentionstiden för elektroner i dessa fällor nå hundratals år. Till skillnad från traditionellt flashminne som förlitar sig på flytande grindar lokaliserar denna design laddningen direkt inom det dielektriska lagret.

Strålningsresistens är kritisk för rymdbaserad elektronik, eftersom exponering för högenergipartiklar kan orsaka datafel eller korruption. Därför är minnen med förstärkt strålningshårdhet särskilt värdefulla för långvariga rymduppdrag.

En möjlig tillämpning som forskarna framhäver är omloppsdatacenter. Satelliter som utför fjärranalys och vetenskapliga uppdrag genererar stora datamängder, och att bearbeta dessa data ombord kan minska bandbreddsbehovet på kommunikationskanaler till jorden.

Utöver satelliter kan teknologin användas i mer komplexa system såsom rymdfarkoster drivna med kärnkällor och autonoma forskningsstationer. Dock betonar forskarna att strålningsresistent minne ensam inte är tillräckligt; strålningshärdade processorer utgör fortfarande en separat teknologisk utmaning.

Samtidigt undersöker teamet alternativa datalagringsmekanismer som förlitar sig på att förändra materialtillstånd snarare än laddningslagring. Dessa experimentella metoder kan erbjuda avsevärt högre driftshastigheter och uthållighet på upp till biljoner omskrivningscykler, även om de fortfarande befinner sig i tidiga utvecklingsstadier.

Denna viktiga utveckling representerar ett meningsfullt framsteg i skapandet av hållbara minnesteknologier anpassade för de krävande förhållandena vid rymdutforskning och långsiktig datalagring.