(Phys.org)—Een team van onderzoekers van instellingen in Australië, de VS en China hebben een functioneel prototype van een niet-vluchtig ferro-elektrisch domeinwandgeheugen ontwikkeld. In hun paper gepubliceerd op de open access-site wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun prototype, zijn eigenschappen en hoe goed het werkte.

Een ferro-elektrische domeinwand is een topologische structuur met defecten die gebieden van uniforme polarisatie scheiden - zoals de onderzoekers opmerken, de ontdekking van geleidbaarheid in dergelijke structuren heeft geleid tot een nieuw wetenschapsgebied dat 'domeinwand-nano-elektronica' wordt genoemd. De wetenschap bedekt in wezen de muur als een middel om informatie op te slaan - een binaire toestand kan in dergelijke geheugenapparaten worden gelezen of geschreven door een geleidende muur te induceren of te verwijderen. Ze kunnen ook niet-destructief worden gelezen, net als bij conventionele geheugentechnologie. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een prototype gemaakt met behulp van nano-gefabriceerde elektroden die ze speciaal hebben ontworpen voor gebruik met hun muurgeheugen, die, zij merken op, schaalbaar was tot onder de 100nm.

Ferro-elektrische materialen zijn vergelijkbaar met ferromagnetische materialen omdat ze een permanent dipoolmoment hebben. Het voor de hand liggende verschil is dat het eerste moment elektrisch is, terwijl het laatste magnetisch is, wat betekent dat ferro-elektrische materialen kunnen worden georiënteerd door blootstelling aan een elektrisch versus een magnetisch veld. Zoals ferromagnetische, ze hebben domeinmuren, maar ze zijn veel kleiner, waardoor veel kleinere geheugenmaterialen kunnen worden gemaakt, meestal in het bereik van 1 nm. Dit maakt ze een factor 10 kleiner dan de huidige silicium CMOS-structuren. Het maken van een geheugenapparaat omvatte het bouwen van een structuur waarin het mogelijk was om muren te maken en te vernietigen met behulp van elektrische pulsen. Ze bouwden hun geheugenstructuren met behulp van nanolithografie om Pt/Ti-patronen te creëren op dunne film BiFeO ₃ die als elektroden kunnen worden gebruikt.

De onderzoekers melden dat wandmaterialen zoals die van hen gegevens op meerdere niveaus kunnen opslaan vanwege hun unieke weerstandstoestanden, die afstemming mogelijk maakt. Ze merken ook op dat een apparaat dat een dergelijk geheugen gebruikt, minder energie nodig heeft om informatie op te slaan dan conventioneel geheugen. Het geheugen voor hun prototype kan worden gelezen bij spanningen van minder dan 3 V en het team beweert dat het ook een redelijk hoge UIT-AAN-verhouding heeft van ongeveer 10 ³ en dat het robuust is.

© 2017 Fys.org