Исследователи Университета Пенсильвании, Индийского института науки и Массачусетского технологического института сделали значительное открытие в области науки о материалах, опубликованное в Nature 11 ноября 2024 года. Они разработали метод изменения внутренней структуры материалов, похожий на микро-землетрясение, с использованием минимального количества энергии. Это открытие имеет важные последствия для хранения данных в смартфонах и компьютерах.
Команда под руководством Гаурава Моди успешно преобразовала структуру селенид индия, полупроводника, в аморфное состояние, где молекулы распределены случайным образом, как в жидкостях, но остаются неподвижными. Традиционно создание таких аморфных материалов требовало значительных затрат энергии, но эта новая техника использует лишь миллиардную долю энергии, которая ранее была необходима.
Используя передовые микроскопические инструменты, разработанные в ходе своих исследований, ученые сравнили процесс с лавиной или землетрясением. Изначально небольшие участки материала размером в миллиардные доли метра становятся аморфными, когда электрический ток их деформирует. По мере того как структура становится нестабильной, ток генерирует дальнейшую деформацию, что приводит к критической точке, где изменения распространяются по всему материалу. Это приводит к образованию звуковых волн, проходящих через материал, подобно сейсмическим волнам во время землетрясения, что, в свою очередь, вызывает еще большую деформацию, как лавина, набирающая скорость.
Этот инновационный подход не только снижает потребление энергии при производстве аморфных материалов, но и открывает новые пути для эффективных решений в области хранения данных, потенциально улучшая производительность и устойчивость электронных устройств.