Ilmuwan Georgia Tech Kembangkan Memori NAND Flash Tahan Radiasi

Tim peneliti dari Georgia Institute of Technology berhasil mengembangkan teknologi memori ferroelectric NAND flash baru yang dirancang khusus untuk bertahan di lingkungan radiasi ekstrem luar angkasa. Komponen penyimpanan data mutakhir ini memiliki tingkat ketahanan radiasi hingga 30 kali lebih kuat dibandingkan dengan perangkat penyimpanan standar yang digunakan saat ini.

Kebutuhan kapasitas penyimpanan data berdensitas tinggi di luar angkasa terus meningkat seiring dengan perjalanan wahana antariksa yang semakin menjauhi bumi. Kondisi tersebut memicu keterlambatan komunikasi dengan bumi, sehingga sistem di dalam pesawat dituntut untuk memproses dan menyimpan informasi mereka sendiri menggunakan kecerdasan buatan.

Penggunaan memori NAND flash konvensional seperti pada ponsel pintar dan laptop dinilai tidak efektif karena cepat rusak akibat paparan radiasi kosmik. Teknologi standar tersebut bekerja dengan cara memerangkap muatan listrik di dalam komponennya, yang sangat rentan mengalami korupsi data ketika berinteraksi dengan radiasi luar angkasa.

Guna mengatasi kerentanan tersebut, tim peneliti memanfaatkan sifat ferroelektrisitas, yaitu kemampuan material tertentu untuk mempertahankan muatan listrik spontan yang disebut polarisasi. Metode penyimpanan data berbasis polarisasi material ini membuat memori ferroelectric NAND flash memiliki daya tahan yang sangat tinggi terhadap dampak buruk radiasi.

Dalam proses produksinya, para peneliti membuat cip memori tersebut menggunakan material berbasis hafnium oksida yang kompatibel dengan silikon. Pengujian tingkat ketahanan terhadap ionisasi ekstrem kemudian dilakukan melalui kolaborasi dengan para peneliti di Pennsylvania State University.

Berdasarkan hasil uji radiasi, teknologi kilat ferroelektrik ini terbukti mampu bertahan dari paparan radiasi hingga mencapai 1 juta rad. Angka ketahanan tersebut secara struktural setara dengan kekuatan 100 juta sinar-X medis, yang jauh melampaui kemampuan memori konvensional.

Tingkat durabilitas komponen baru ini diklaim memenuhi spesifikasi ketat yang dibutuhkan dalam berbagai kategori misi kedirgantaraan. Berdasarkan data teknis, satelit di orbit rendah bumi membutuhkan ketahanan radiasi sebesar 5 hingga 30 kilorad, sementara satelit di orbit geostasioner memerlukan toleransi antara 100 hingga 300 kilorad.

Misi luar angkasa jauh yang melintasi wilayah ekstrem, seperti pengamatan bulan-bulan di planet Jupiter, menjadi target utama yang membutuhkan spesifikasi ketahanan hingga 1 juta rad tersebut. Penemuan ini menyediakan jalur perangkat keras yang andal untuk mendukung misi eksplorasi ruang angkasa otonom di masa depan.