科技日報記者 劉霞
美國南加州大學科學家在最新一期《科學》雜志上發表報告稱，他們研發出一種“三明治”憶阻器，能在700℃的高溫下穩定運行。這一溫度遠超熔巖熾熱程度，更是突破了當前同類技術的極限。值得注意的是，700℃僅是測試設備的極限，而非該憶阻器本身的物理極限。
手機、汽車乃至人造衛星中的電子設備，都有一個致命短板：怕熱。一旦溫度超過約200℃，它們便會逐漸失效。幾十年來，這道“熱障”一直是工程領域難以逾越的壁壘之一，最新進展或許正是破解之道。
該憶阻器是一種兼具信息存儲與計算操作功能的納米級組件，其結構宛如三明治：頂層為鎢，中間是氧化鉿陶瓷，底部則是石墨烯。鎢是熔點最高的金屬，石墨烯作為單層碳原子材料，能承受巨大熱量而不分解。測試結果顯示，該設備在700℃下保持數據超過50小時，經受住了超過10億次開關周期的考驗，且僅需1.5伏電壓。
傳統器件失效的原因在于，熱量導致頂部電極的金屬原子緩慢遷移，穿過陶瓷層，直達底部電極。一旦兩側永久連接，設備便會短路并鎖定在開啟狀態，從而損壞。石墨烯則阻止了這一過程。鎢與石墨烯界面的化學性質猶如“油水不相容”，漂移至此的鎢原子無法找到錨點固定，從而避免了擴散引發的短路故障。
該設備潛在用途包括行星探索、地熱深鉆、核能與聚變能系統的控制設備等。即便在日常應用中，其700℃的額定溫度面對汽車電腦常遇到的125℃峰值溫度時，更是穩如磐石。
除存儲功能外，該設備還與人工智能高度契合。因為憶阻器利用歐姆定律在電流流過的瞬間完成物理乘法，結果即為測得的電流值。在類似ChatGPT的AI系統中，超過92%的計算本質上是矩陣乘法。此類設備能以極高效率執行任務，速度快幾個數量級，能耗極低。
