Opracowano ultracienki kondensator z ogromnym potencjałem. Dzięki niemu mogą powstać energooszczędne mikroprocesory

Tytanian baru (BaTiO3) to materiał doskonale znany światu od ponad 80 lat. Jednak dopiero dziś naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory i UC Berkeley zainteresowali się konkretną jego wersją (bardzo cienkim arkuszem) o wyjątkowych właściwościach. Tak wyjątkowych, że na jej podstawie powstał ultracienki kondensator, który cechuje się wręcz ogromnym potencjałem z myślą o energooszczędnych mikroprocesorach.

Ultracienki kondensator z ogromnym potencjałem

Wyjątkowość tego szczególnego materiału sprowadza się do tego, że jego kryształy szybko reagują nawet na niewielkie pole elektryczne. Podczas tego procesu zmieniają orientację naładowanych atomów tworzących ten materiał w sposób odwracalny, ale trwały, nawet po usunięciu przyłożonego pola. Umożliwia to przełączanie między stanami w urządzeniach logicznych i pamięciowych przy napięciu ponad 1000 miliwoltów.

Czytaj też: Nowy konsumencki procesor HEDT Intela w teście. Alder Lake-X jako mainstreamowe Fishhawk Falls

Chcąc wykorzystać te właściwości w mikroprocesorach, zespół pod kierownictwem Berkeley Lab opracował metodę tworzenia warstw BaTiO3 o grubości zaledwie 25 nanometrów. W nich orientacja naładowanych atomów zmienia się równie szybko i wydajnie jak w „pełnoprawnej” wersji. Próbowano osiągnąć to już dawniej, ale dopiero teraz naukowcom udało się opracować metodę, aby materiał był pozbawiony wysokiego stężenia defektów.

Czytaj też: Czym jest Internet Rzeczy? Wyzwania, potencjał i zaplecze technologiczne

Kwestia produkcji została dokładnie opisana w publikacji w dzienniku Nature Materials, ale nas interesuje nie ona, a to, co zdołano stworzyć z wykorzystaniem cienkich arkuszy BaTiO3. Naukowcy jedynie umieścili warstwę BaTiO3 pomiędzy dwiema warstwami metalu, tworząc tym samym maleńkie kondensatory. Przyłożenie do nich napięcia o wartości 100 mV lub mniejszej i zmierzenie powstającego prądu pokazało, że polaryzacja folii zmieniała się w ciągu dwóch miliardowych części sekundy, a ten wynik można najpewniej poprawić do użytku w komputerach.

Czytaj też: Ceny DDR4 i DDR5 znacznie spadną. Powodem inflacja i wojna

To z kolei otwiera furtkę do opracowania energooszczędnych mikroprocesorów, co jest ważne na tle ciągle rosnącego zużycia energii przez coraz wydajniejsze procesory i wszelką elektronikę. Zanim jednak to nastąpi, zespół planuje jeszcze bardziej zmniejszyć grubość materiału tak, aby pasował do rzeczywistych urządzeń komputerowych i następnie zbadać, jak zachowuje się w tak małych rozmiarach. Jednocześnie zespół będzie współpracował z m.in. Intelem nad dążeniem do integracji swojego odkrycia w urządzeniach elektronicznych pierwszej generacji.