密歇根大学的研究人员与桑迪亚国家实验室合作，最近宣布开发出一种新的非易失性存储架构。屏幕（电化学随机存取存储器）能够在超过 600°C 的温度下工作。这项技术创新基于电化学过程与电池类似，它为太空探索、能源工业甚至航空等不同领域的新应用开辟了道路，更广泛地说，为创建能够在极端环境（尤其是高温下）运行的系统开辟了道路。
ECRAM：受电池启发的架构
与电脑内存与依赖电子运动的传统技术不同，这项新技术利用带负电的氧原子（即 O 阴离子）的运动2-。这种设计选择是由电子对温度变化的敏感性驱动的：随着温度升高，电子流变得不可控，这可能导致数据丢失。另一方面，氧原子对热的敏感性要低得多，这使得它们更适合高温环境。
新存储器使用两层钽，一层为氧化物半导体（TaOX）和另一个为金属形式，由固体电解质隔开。由三个铂电极控制的氧原子在这两层之间的移动使得改变氧化钽的氧浓度成为可能；这种电化学过程类似于电池的操作，其中电极通过控制离子流来调节充电和放电。
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氧化钽的氧浓度在信息存储中起着至关重要的作用：当氧浓度较高时，氧化钽充当绝缘体。相反，低浓度会将其转变为导体。这种在两种不同电状态之间切换的能力使得表示二进制语言的 0 和 1 成为可能。因此，氧原子在铂电极协调的钽层之间的转移可以实现信息的写入和重写。这种创新架构提供了在极端温度下以非易失性方式存储信息的可能性，为恶劣环境中的新应用开辟了道路。
这种新型内存在数据保留方面表现出卓越的性能。研究人员表示信息可以在一定温度下存储600℃以上超过 24 小时，与其他高温非易失性存储技术相当。该解决方案还比某些替代方案（例如铁电存储器或具有多晶铂电极的纳米槽）更加节能。另一方面，该技术的弱点之一在于其最低工作温度，约为 250°C。为了克服这个缺点，研究人员正在考虑集成加热装置，以便在存储器投入使用之前达到工作温度。
未来的主要挑战之一将是增加这种新型存储器的存储容量：目前，该原型只能存储一位信息。研究人员估计，通过额外的开发工作，将有可能实现兆字节或千兆字节范围的存储容量。还有很长的路要走，但如果这项技术壮举得以实现，它可以通过允许在以前无法访问的条件下部署高效可靠的电子系统，从而彻底改变极端环境中的计算。
来源 ： Li 等人，设备 3 (2025)
