Наноленты позволяют создавать ячейки памяти нового образца
 Схематическое изображение предложенной ячейки для запоминающих устройств на основе нанолент графена. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Наиболее важная характеристика для микросхем памяти – плотность записи, т.е. объем той информации, которую можно сохранить с его помощью. На сегодняшний день чаще всего этот объем измеряется в гигабайтах. Но вычислительные мощности с годами продолжают расти, вместе с требованиями отрасли к новым устройствам хранения информации.
Объем доступного пространства для хранения информации, в конечном счете, зависит от плотности записи, т.е., фактически, от размера одной ячейки, хранящей бинарное значение (ноль или единицу). Таким образом, повышение объемов доступной памяти возможно лишь в том случае, если ученые будут разрабатывать меньшие по размеру ячейки, позволяя разместить большее их количество на единице площади (объема).
Графен, двумерный лист атомов углерода, образующих гексагональную кристаллическую решетку, является весьма перспективным материалом с точки зрения разработки ячеек памяти. Ученых давно привлекают механические и электрические свойства этого материала, открытого в 2004 году. Параметры материала теоретически могут позволить создать устройства, размеры которых будут менее 10 нм (напомним, что 10 нм является технологическим пределом для кремниевых технологий).
Совместная группа из Германии, Швейцарии и Италии разработала ячейку памяти размерами порядка 10 нм, воспользовавшись в качестве основы графеновыми нанолентами. Ленты формировались из более крупных листов графена путем нанесения на них нанопроводов с другим химическим составом и последующего облучения потоком ионов аргона. Луч разрушает графен, не защищенный при помощи нанопроводов, т.е. под ними формируются требуемые наноленты.
Преимущество нанолент заключается в том, что при помощи достаточно простой техники могут быть созданы весьма тонкие образцы. Кроме того, у лент получаются более гладкие края, чем у фрагментов графена, формируемых обычными методами литографии. Этот момент важен, т.к. «изрезанные» края при таких масштабах оказывают существенное влияние на физические свойства ленты.
Исследования показали, что при помощи импульсов напряжения противоположного знака устройство может переключаться из одного состояния (обозначающего, допустим, ноль) в другое (единицу). Кроме того, даже после отключения внешнего напряжения устройство «помнит» свое состояние, что является прямым подтверждением возможности его использования в качестве энергонезависимой ячейки памяти.
Кстати, также было отмечено, что скорость переключения разработанного устройства между состояниями на 3 порядка превышает лучшие из известных аналогов. Это значит, что память, построенная на основе нанолент графена, могла бы работать значительно быстрее привычных нам кремниевых микросхем.
В ближайшее время научная группа планирует заняться созданием триггеров на базе графеновых нанолент. Триггеры из обычного графена уже существуют, но группа считает, что наноленты могли бы приблизить момент создания полностью графенового вычислительного устройства.
Также по теме:
- Графеновые электроды позволили создать высокочастотный «суперконденсатор»
- Оксид графена поглощает инфракрасное излучение
Источники: