एक नया चिप डिज़ाइन उन जगहों के लिए बनाया गया है जहाँ सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स काम नहीं करते
Science में हाल ही में प्रकाशित एक पेपर में वर्णित एक प्रोटोटाइप मेमोरी चिप ने ऐसी गर्मी सहनशीलता दिखाई है, जो चरम वातावरण के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स में नई संभावनाएँ खोल सकती है। शोध दल के अनुसार, यह उपकरण 1,300 डिग्री फ़ारेनहाइट, यानी लगभग 700 डिग्री सेल्सियस, पर 50 घंटे से अधिक समय तक भरोसेमंद रूप से चला और केवल 1.5 वोल्ट पर काम करते हुए एक अरब से अधिक स्विचिंग चक्रों को संभाला।
यह उपकरण एक मेम्रिस्टर है, एक ऐसा घटक जो जानकारी संग्रहीत भी कर सकता है और गणनात्मक कार्य भी कर सकता है। इस संस्करण को खास बनाती है इसकी सामग्री-परत संरचना: ऊपर टंग्स्टन, बीच में हैफ़्नियम ऑक्साइड सिरेमिक, और नीचे ग्राफीन। शोधकर्ताओं का कहना है कि यही सामग्री संयोजन कारण है कि चिप वहाँ भी काम कर सकती है जहाँ पारंपरिक मेमोरी उपकरण विफल हो जाते। तेज़ गर्मी में, आम चिप्स में परतें प्रभावी रूप से एक-दूसरे में ढह जाने पर शॉर्ट सर्किट हो सकता है। यहाँ, टंग्स्टन और ग्राफीन का रसायन और भौतिक व्यवहार इस विफलता को बहुत कठिन बना देता है।
सामग्रियों का महत्व क्यों है
टंग्स्टन का गलनांक किसी भी धातु से सबसे अधिक है, जबकि ग्राफीन कार्बन की एक परमाणु-परत है, जिसके विद्युत और संरचनात्मक गुण असामान्य हैं। नई चिप में इन चरम गुणों को वैज्ञानिक जिज्ञासा के बजाय इंजीनियरिंग लाभ के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है। टीम ने कहा कि टंग्स्टन और ग्राफीन के बीच सतही रसायन शास्त्र लगभग तेल और पानी जैसा व्यवहार करता है, जिससे गर्मी में ऊपर और नीचे की परतों के जुड़ने की प्रवृत्ति सीमित होती है।
इस व्याख्या को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और स्पेक्ट्रोस्कोपी से किए गए आगे के विश्लेषण ने समर्थन दिया, जिसने शोधकर्ताओं को यह देखने की परमाणु-स्तर की झलक दी कि परतें कैसे परस्पर क्रिया करती हैं। दूसरे शब्दों में, टीम ने केवल काम कर रहे उपकरण को नहीं देखा; उसने यह भी जाँचा कि यह उपकरण उस शॉर्ट-सर्किट व्यवहार से कैसे बचा, जो आम तौर पर उच्च-ताप इलेक्ट्रॉनिक्स को नष्ट कर देता है।
अंतरिक्ष और उद्योग के लिए यह क्यों मायने रख सकता है
संभावित उपयोग व्यापक हैं, भले ही तकनीक अभी शुरुआती चरण में हो। अंतरिक्ष यान, ग्रह अन्वेषण यान और औद्योगिक प्रणालियाँ सभी ऐसे वातावरण का सामना कर सकती हैं जो पारंपरिक सेमीकंडक्टर हार्डवेयर की क्षमता से बाहर हैं। लेख विशेष रूप से अत्यधिक गर्मी और दबाव से जुड़ी मिशनों की ओर इशारा करता है, जहाँ भरोसेमंद इलेक्ट्रॉनिक्स सबसे ज़्यादा महत्वपूर्ण होने के समय डेटा बनाए रखना और ऑनबोर्ड प्रोसेसिंग कठिन हो जाती है। ऐसी परिस्थितियों में टिकने वाला मेमोरी उपकरण यह बढ़ा सकता है कि उपकरण और स्वायत्त प्रणालियाँ क्या कर सकती हैं।
शुक्र ग्रह का उदाहरण स्पष्ट है, क्योंकि वहाँ की सतही परिस्थितियाँ लंबे समय से लंबे समय तक चलने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण रही हैं। लेकिन यही सिद्धांत अन्य एयरोस्पेस संदर्भों और कठोर स्थलीय वातावरणों में भी महत्वपूर्ण हो सकता है, जहाँ सेंसर और नियंत्रण प्रणालियाँ मानक चिप्स की सीमाओं से आगे धकेली जाती हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, उच्च-तापमान मेमोरी एक पूरा कंप्यूटर नहीं है, लेकिन यदि सहायक लॉजिक और इलेक्ट्रॉनिक्स को भी समान मानकों तक विकसित किया जा सके, तो यह उसका एक आधारभूत हिस्सा बन सकती है।
मुख्य सावधानी यह है कि प्रोटोटाइप अभी उत्पाद नहीं है। टीम ने स्वयं चेतावनी दी कि व्यावहारिक प्रणालियों के लिए अभी भी अतिरिक्त घटकों और इंजीनियरिंग कार्य की आवश्यकता होगी। फिर भी, यह परिणाम उल्लेखनीय है क्योंकि यह टिकाऊपन के अस्पष्ट दावों से आगे बढ़कर इतनी ऊँची तापमानों पर ठोस प्रदर्शन देता है, जो अधिकांश परिचित कंप्यूटिंग हार्डवेयर को बाहर कर देती हैं। चरम-पर्यावरण इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, यह एक महत्वपूर्ण प्रगति है।
यह लेख Gizmodo की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
