ابتكر العلماء في جامعة رايس تقنية ذاكرة الحالة الصلبة التي تسمح بالتخزين عالي الكثافة مع الحد الأدنى من حدوث أخطاء الكمبيوتر.

الذكريات مبنية علىأكسيد التنتالوم، وهو عازل شائع في الإلكترونيات. تطبيق الجهد الكهربي على شطيرة بسمك 250 نانومتر من الجرافين والتنتالوم والمسام النانويةالتنتالوميقوم الأكسيد والبلاتين بإنشاء أجزاء قابلة للعنونة حيث تلتقي الطبقات. تعمل جهود التحكم التي تحول أيونات الأكسجين والوظائف الشاغرة على تبديل البتات بين الآحاد والأصفار.

إن اكتشاف الكيميائي جيمس تور في مختبر رايس يمكن أن يسمح بذكريات مجموعة العارضة التي تخزن ما يصل إلى 162 غيغابايت، وهو أعلى بكثير من أنظمة الذاكرة الأخرى القائمة على الأكسيد والتي يجري التحقيق فيها من قبل العلماء. (ثمانية بتات تساوي بايت واحد؛ ووحدة سعة 162 جيجابت يمكنها تخزين حوالي 20 جيجا بايت من المعلومات).

تظهر التفاصيل على الإنترنت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكيةرسائل النانو.

مثل الاكتشاف السابق لمختبر تور لذكريات أكسيد السيليكون، تتطلب الأجهزة الجديدة قطبين كهربائيين فقط لكل دائرة، مما يجعلها أبسط من ذكريات الفلاش الحالية التي تستخدم ثلاثة قطبين. وقال تور: "لكن هذه طريقة جديدة لصنع ذاكرة كمبيوتر غير متطايرة وفائقة الكثافة".

تحتفظ الذاكرة غير المتطايرة ببياناتها حتى عند انقطاع التيار الكهربائي، على عكس ذاكرة الكمبيوتر العشوائية المتطايرة التي تفقد محتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز.

تحتوي شرائح الذاكرة الحديثة على العديد من المتطلبات: يجب عليها قراءة البيانات وكتابتها بسرعة عالية والاحتفاظ بها قدر الإمكان. ويجب أيضًا أن تكون متينة وتُظهر احتفاظًا جيدًا بتلك البيانات مع استخدام الحد الأدنى من الطاقة.

وقال تور إن تصميم رايس الجديد، الذي يتطلب طاقة أقل 100 مرة من الأجهزة الحالية، لديه القدرة على تحقيق جميع العلامات.

"هذاالتنتالومتعتمد الذاكرة على أنظمة ثنائية الطرف، لذا فهي جاهزة لمجموعات الذاكرة ثلاثية الأبعاد. "وهي لا تحتاج حتى إلى صمامات ثنائية أو محددات، مما يجعلها واحدة من أسهل الذاكرات فائقة الكثافة التي يمكن بناؤها. سيكون هذا منافسًا حقيقيًا لمتطلبات الذاكرة المتزايدة في تخزين الفيديو عالي الوضوح ومصفوفات الخوادم.

يتكون الهيكل متعدد الطبقات من التنتالوم وأكسيد التنتالوم النانوي والجرافين متعدد الطبقات بين قطبين من البلاتين. أثناء صنع المادة، وجد الباحثون أن أكسيد التنتالوم يفقد أيونات الأكسجين تدريجيًا، ويتغير من شبه موصل غني بالأكسجين ومسامية نانوية في الأعلى إلى فقير بالأكسجين في الأسفل. وحيث يختفي الأكسجين تمامًا، يصبح التنتالوم النقي، وهو معدن.