فناوری تازه جاپانی؛ گوشیها را یک بار شارژ کنید ماهها استفاده کنید
پژوهشگران جاپانی موفق شدهاند نوعی قطعه حافظه فوقریز بسازند که برخلاف تصور رایج، با کوچکتر شدن عملکرد بهتری از خود نشان میدهد؛ دستاوردی که میتواند راه را برای تولید گوشیها، ساعتهای هوشمند و سامانههای هوش مصنوعی با مصرف انرژی کمتر و شارژدهی طولانیتر باز کند.
به گزارش خبرگزاری سریع؛ پژوهشگران جاپانی در یک دستاورد تازه علمی، نوعی قطعه حافظه بسیار کوچک طراحی کردهاند که میتواند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی در وسایل الکترونیکی ایفا کند. به گفته پژوهشگران، این فناوری ظرفیت آن را دارد که در آینده به تولید باتریهای بادوامتر و دستگاههای کممصرفتر منجر شود.
در گزارش منتشرشده از سوی وبگاه سایتکدیلی آمده است که یکی از عوامل اصلی داغشدن گوشیهای هوشمند و زود خالیشدن باتری آنها، مدارهای الکترونیکی داخلی دستگاه است؛ مدارهایی که هنگام فعالیت، انرژی زیادی مصرف میکنند و بخشی از آن را به گرما تبدیل میسازند.
حافظه در رایانهها و دستگاههای هوشمند، اطلاعات را با کنترل جریان برق در یک ماده ذخیره میکند. از همینرو، اگر حافظهای ساخته شود که برای ذخیرهسازی دادهها به برق بسیار کمتری نیاز داشته باشد، مصرف انرژی در گوشیها، رایانهها و دیگر ابزارهای دیجیتال بهگونه چشمگیری کاهش خواهد یافت.
آغاز یک ایده از دههها پیش
برای حل این چالش، نخستینبار در سال ۱۹۷۱ میلادی نوعی حافظه مبتنی بر خاصیت فروالکتریک معرفی شد. در این فناوری، اطلاعات از طریق تغییر وضعیت یک ماده ذخیره میشود. با این حال، مشکل اصلی آن بود که هرچه ابعاد این قطعات کوچکتر میشد، مواد مورد استفاده کارایی خود را از دست میدادند.
پیشرفت مهم با اکسید هافنیوم
در سال ۲۰۱۱ میلادی، پژوهشگران دریافتند که اکسید هافنیوم، که از مواد شناختهشده در صنعت الکترونیک است، حتی در ضخامتهای بسیار کم نیز خاصیت فروالکتریک خود را حفظ میکند. بر بنیاد همین یافته، تیمی از پژوهشگران مؤسسه علم و فناوری توکیو موفق شدند قطعه حافظهای با عرض تنها ۲۵ نانومتر بسازند؛ اندازهای که حدود یک سههزارم ضخامت یک تار مو عنوان شده است.
حل مشکل نشت برق
یکی از موانع اساسی در کوچکسازی چنین قطعاتی، مشکل نشت برق از مرزهای میان کریستالهای ریز درون ماده بوده است؛ مشکلی که سالها اجازه توسعه بیشتر این فناوری را نمیداد.
پژوهشگران جاپانی اینبار بهجای دوری از این مشکل، مسیر متفاوتی را در پیش گرفتند. آنان قطعه را باز هم کوچکتر کردند و با استفاده از یک روش جدید، ساختاری نزدیک به یک کریستال واحد بهوجود آوردند؛ روشی که مرزهای نشت برق را کاهش میدهد و عملکرد قطعه را بهبود میبخشد.
هرچه کوچکتر، کارآمدتر
نتیجه این آزمایشها، برخلاف انتظار، نشان داد که این قطعه حافظه هرچه کوچکتر میشود، بهتر عمل میکند. این یافته میتواند برخی باورهای سنتی در حوزه الکترونیک را به چالش بکشد و راه را برای نسل تازهای از قطعات کممصرف باز سازد.
پیامدهای عملی برای زندگی روزمره
در صورت تجاریشدن این فناوری، ساعتهای هوشمند میتوانند تنها با یک بار شارژ، برای ماهها فعال بمانند. همچنین در بخش هوش مصنوعی، استفاده از این نوع حافظه میتواند به پردازش سریعتر اطلاعات با مصرف انرژی بسیار کمتر کمک کند.
پروفسور یوتاکا ماجیما، استاد مؤسسه علم و فناوری توکیو، در اینباره گفته است: «به چالش کشیدن محدودیتهای علمی مانند راهرفتن در تاریکی است؛ اما با زیر سؤال بردن باورهای قدیمی و یافتن راههای تازه، توانستیم به دیدگاهی جدید دست یابیم.» او ابراز امیدواری کرده است که این دستاورد، انگیزه و کنجکاوی نسل جوان را برای ورود به عرصه علم و فناوری بیشتر سازد.
