باحثون هنود يطورون طريقة موفرة للطاقة لإنتاج الزجاج، ويمكن أن تحسن كفاءة مراكز البيانات

يقدم اكتشاف حديث في المعهد الهندي للعلوم (IISc) طريقة موفرة للطاقة لتحقيق التحولات الزجاجية في سيلينيد الإنديوم، وهي مادة يمكن أن تغير وجه تكنولوجيا تخزين البيانات. أجريت الدراسة بالتعاون بين جامعة بنسلفانيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). يوضح البحث أن التيار الكهربائي المستمر يمكن أن يحول البنية البلورية لسيلينيد الإنديوم إلى زجاج، باستخدام طاقة أقل بمليار مرة من عملية الإخماد بالذوبان التقليدية.

تم الكشف عن آلية التحول غير العادية

ال يذاكر، الذي نُشر في 6 نوفمبر 2024 في مجلة Nature، يوضح بالتفصيل كيفية حدوث هذا التحول البلوري إلى الزجاج في سيلينيد الإنديوم. وتدعي الدراسة أنه على عكس العمليات التقليدية التي تتطلب درجات حرارة عالية وتبريد مفاجئ، وجد الباحثون أن الصدمات الميكانيكية الناجمة عن التيارات الكهربائية المستمرة حققت نفس النتيجة. يلغي هذا الاكتشاف الحاجة إلى مراحل التسخين والتبريد السريع التي تستهلك الكثير من الطاقة والتي تُستخدم عادةً لإنشاء مراحل زجاجية في المواد. أعرب غوراف مودي، طالب الدكتوراه السابق في جامعة بنسلفانيا للهندسة، عن دهشته الأولية من هذه النتيجة، مشيرًا إلى أن التيار المستمر وحده يعطل بنية المادة.

التحليل المجهري التعاوني

تم استخدام أدوات الفحص المجهري الموقعي الخاصة بـ IISc على نطاق واسع لمراقبة التحول على المقياس الذري والميكرومتر. تعاون البروفيسور المساعد بافان نوكالا من مركز علوم وهندسة النانو التابع للمعهد الدولي للعلوم، مع طالب الدكتوراه شوبهام بارات، مع الباحث المتميز سرينيفاسا رامانوجان من جامعة بنسلفانيا، للتحقيق في التحول. ومن خلال تمرير تيار كهربائي عبر سيلينيد الإنديوم، اكتشف الفريق أن طبقات المادة ثنائية الأبعاد تتحرك ضد بعضها البعض، مما يولد صدمات كهربائية وميكانيكية صغيرة الحجم تشبه النشاط الزلزالي، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين الزجاج.

الآثار المستقبلية لذاكرة تغيير الطور

وفقًا لأغاروال، كانت متطلبات الطاقة عاملاً مقيدًا لأجهزة ذاكرة تغيير الطور في التطبيقات واسعة النطاق. ولذلك فإن لهذا الاكتشاف آثارًا كبيرة على كفاءة تقنيات تخزين البيانات في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة. وأشار نوكالا إلى أن الخطوات التالية ستتضمن بذل جهود لدمج هذه المواد مع تقنية CMOS، مما قد يمهد الطريق لحلول ذاكرة أكثر استدامة.