science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Het geheugen overbelasten:Prototype-strain-engineered materialen zijn de toekomst van gegevensopslag

Een vergelijking van de elektrische schakelstroom en schakeltijden voor de gespannen superroosters grensvlak faseveranderingsgeheugen met andere state-of-the-art faseveranderingsgeheugenmaterialen. Krediet:Zhou et al.

Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) en het Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology hebben een superroostermateriaal voor gegevensopslag op nanoschaal ontwikkeld. Gegevens worden geregistreerd op de interfaces van de superroosterlagen. Wanneer de atomen op het grensvlak ongeordend zijn, het materiaal heeft een hoge elektrische weerstand terwijl de bestelde interface een lage elektrische weerstand heeft. Alleen de interfaceschakelaars, een subset van lagen in het materiaal, kan onveranderd en kristallijn blijven. Dit betekent dat de interface kan worden ontworpen door de niet-schakelbare lagen - de hele structuur hoeft niet in een ongeordende toestand te veranderen. Dit maakt het superrooster heel anders dan ongestructureerde geheugenlegeringen met faseverandering, zoals de Ge 2 Sb2Te 5 legering.

In een paper gepubliceerd in Nano-futures , de auteurs melden dat snel schakelen in deze nanogestructureerde materialen te wijten is aan lawine-atomaire schakeling op het grensvlak. Het eerste atoom dat schakelt heeft veel energie nodig, maar volgende atomen hebben minder energie nodig. Naarmate meer atomen wisselen, de energie die nodig is voor volgende atomen om te schakelen wordt verlaagd. Dit leidt tot een exponentiële toename van de schakelkans met het aantal atomen dat overschakelt.

Zhou et al. toonden aan dat de energie voor het eerste atoom dat overschakelt, kan worden ontwikkeld door de laaginterfaces te belasten. Het onderzoeksteam creëerde prototype geheugenapparaten die dit effect benutten, die beter presteerde dan de modernste geheugenapparaten met faseverandering. De schakelspanning, huidig, en schakeltijd aanzienlijk worden verminderd terwijl de elektrische weerstand met een factor 500 verandert. deze prototype-apparaten zijn sneller en efficiënter dan concurrerende technologieën.

Een van de leden van het onderzoeksteam, assistent-professor Robert Simpson, zei, "De superlattices-apparaten zijn opmerkelijk energiezuinig. We voorzien dat deze technologie gevolgen zal hebben voor nieuwe 3D-geheugenarchitecturen, zoals Intel's 3D X-point. We bouwen nu voort op het succes van deze materialen voor gegevensopslag door vergelijkbare faseovergangsmaterialen te optimaliseren voor schakelbare nano-fotonica-toepassingen."