Тепловая память с высоким быстродействием

ndoisdj.jpg

Неотъемлемым компонентом цифровых схем являются элементы памяти, способные запоминать информацию из нулей и единиц. В Physical Review Letters, коллектив ученых из Германии и Франции описывает устройство, хранящее информацию в виде стабильного распределения температур. Оно состоит из двух пластин, обменивающихся теплом в форме излучения, и превосходит по быстродействию демонстрировавшиеся прежде прототипы такой памяти, использовавшие явление теплопроводности.

В январе Филипп Бен-Абдаллах (Philippe Ben-Abdallah) из Университета Южного Парижа (Paris-Sud) и Свенд Аге Бегс (Svend-Age Biehs) из университета в Ольденбурге (Германия) уже предложили быстродействующий тепловой транзистор, использующий такой же радиационный принцип. Теперь, в сотрудничестве с Вячеславом Кубицким из Парижского Университета, они разработали радиационную тепловую память - последний, по словам Бен- Абдаллаха, базовый строительный блок, необходимый для "фотонных тепловых схем".
В предложенной конструкции две тонкие пластины разделены промежутком в несколько сантиметров. Если они помещены между двумя объектами, имеющими разные фиксированные температуры, пластины будут обмениваться энергией в форме излучения между собой и между этими двумя телами. При этом система вскоре придет в состояние равновесия, при котором каждая из пластины будет иметь свое значение температуры.
Для создания памяти авторы одну пластину предложили сделать из обычного материала (стекла), а вторую - из диоксида ванадия, экзотического материала, который испытывает фазовый переход и коренным образом изменяет свои свойства при 340 градусах шкалы Кельвина.
Образованная двумя такими пластинами система будет иметь не одно, а два равновесных состояния, зависящих от стартовых условий. Скажем, если стеклянная пластина изначально имеет температуру менее 330ºK, а пластина VO2 - более 340, они приходят в равновесие при 324 и 342 градусах (состояние "один"). Но для других стартовых условий температуры уравновешиваются в состоянии "ноль", при 328 и 338 ºK.
Авторы показали, что такая бистабильная система легко переключается между нулем и единицей: для этого нужно лишь нагреть или охладить диоксид ванадия на пару градусов, чтобы инициировать фазовый переход. Считывать информацию можно измеряя электропроводность VO2. В реальных теплорадиационных цифровых цепях для управления (записи) и чтения памяти будут использоваться фотоны. В настоящее время трое ученых работают над практической реализацией такого устройства.
Компьютерное Обозрение