“火热”太空致仪器“失忆” 研究人员开发新型存储设备

　　【CNMO新闻】在阴冷、坑坑洼洼的水星表面，白天的温度可以达到430摄氏度左右。金星离太阳的距离几乎是太阳的两倍，由于大气中含有丰富的二氧化碳，金星的表面温度与太阳相似，大约为462摄氏度。
　　亚利桑那州立大学材料科学家赵玉吉表示，送往太空的所有工作器材都必须在这种温度下工作。这包括仪器、传感器和探头所需的电子系统。虽然到目前为止，还没有探测器在水星表面着陆，但是1982年苏联的金星13号探测器，只在金星地表上待了127分钟。
　　对于下一代能在高温下运行的电子产品，赵和他的团队最近在IEEE电子设备通讯中，报道了氮化镓存储设备，其工作温度在25到300摄氏度之间。这项研究由美国宇航局的热操作温度技术项目资助，以支持未来的水星和金星任务。

太空

　　氮化镓带隙大，是高温电子器件的理想选择。传统硅的带隙只有1.12eV。赵解释说，这意味着，随着温度的小幅上升，电子很容易被激发，这就会导致设备发生故障。相比之下，氮化镓的带隙为3.4eV，这使得器件能够在电子失控之前，承受更高的温度。氮化镓并不是唯一一种被研究用于高温电子器件的带半导体材料，NASA还为热操作温度技术项目投资了碳化硅的研发。
　　赵表示，设备性能的关键是在制造过程中的蚀刻和再生过程。沉积了几层氮化镓后，部分区域被等离子体腐蚀，然后再生，这样就会形成了一个界面层，而界面层对记忆效果至关重要。研究人员认为，氮空位负责捕获和释放电子，在器件中会产生高和低电阻状态或零和一的状态。
　　在室温下，该装置显示稳定的开关，到一千次循环，几乎没有恶化。然后，研究人员测试了它在高达300摄氏度的高温下的性能，在这种高温下，该设备还能在1000次循环中保持稳定的零状态和一种状态之间的切换。温度超过350摄氏度，设备就失去了记忆效果。但是在设备被恢复到室温后，它的性能恢复了。赵和他的团队现在正在测试另一种版本的装置，它的稳定性可以达到500摄氏度，并且长期稳定。研究小组还在研究氮空位对装置性能的影响。