Испанские ученые создали тепловой аналог жесткого диска

Исследователи из Испании представили прототип устройства, способного хранить данные в виде тепловых состояний. Технология использует тонкие пленки оксидов гафния и циркония, переключая их теплопроводность с помощью электрического напряжения. В отличие от традиционных систем охлаждения, этот механизм позволяет управлять движением тепла, сохраняя заданные параметры без постоянного питания.

В основе разработки лежит принцип бинарной логики: устройство переключается между высокой и низкой теплопроводностью, имитируя состояния «включено» и «выключено». За этот процесс отвечают наномасштабные дефекты — вакансии кислорода в кристаллической решетке. При подаче небольшого напряжения эти «пустоты» перемещаются, создавая барьер для теплового потока или, наоборот, открывая ему путь. Важнейшей особенностью системы стала ее энергонезависимость. Состояние памяти остается стабильным в течение нескольких дней даже после того, как подача тока прекращается.

Инженеры из CiQUS и университетов Барселоны и Сарагосы использовали для создания прототипа оксиды гафния и циркония. Эти материалы уже применяются в микроэлектронике, что упрощает их потенциальную интеграцию в существующие производственные цепочки. На текущем этапе устройство демонстрирует высокую надежность при низких рабочих напряжениях, однако ученые признают наличие серьезного ограничения. Скорость переключения тепловых состояний пока остается слишком низкой для коммерческого использования, поэтому дальнейшая работа будет сосредоточена на ускорении реакции материала.

Если проблему быстродействия удастся решить, технология изменит подход к проектированию электроники. Вместо пассивного рассеивания энергии системы смогут активно перераспределять тепло, отводя его от критически важных узлов в нужные моменты. В более широкой перспективе это открывает путь к созданию тепловых компьютеров, где информация обрабатывается не движением электронов, а контролируемыми потоками тепла. Такой подход может стать альтернативой в условиях, когда традиционная миниатюризация кремниевых чипов достигает своих физических пределов.