Ученые из Университета Райса создали технологию твердотельной памяти, которая обеспечивает высокую плотность хранения данных с минимальным количеством компьютерных ошибок.

Воспоминания основаны наоксид тантала, обычный изолятор в электронике. Подача напряжения на сэндвич из графена, тантала и нанопор толщиной 250 нанометровтанталоксид и платина создают адресуемые биты в местах соприкосновения слоев. Управляющие напряжения, которые смещают ионы кислорода и вакансии, переключают биты между единицами и нулями.

Открытие, сделанное химиком Джеймсом Туром из лаборатории Райса, может позволить создать память с перекрестной матрицей, которая может хранить до 162 гигабит, что намного выше, чем у других систем памяти на основе оксидов, исследуемых учеными. (Восемь бит равны одному байту; 162-гигабитный блок может хранить около 20 гигабайт информации.)

Подробности опубликованы в журнале Американского химического общества.Нано-буквы.

Как и предыдущее открытие лаборатории Тура памяти из оксида кремния, новым устройствам требуется только два электрода на цепь, что делает их проще, чем современные флэш-памяти, которые используют три. «Но это новый способ создания сверхплотной энергонезависимой компьютерной памяти», — сказал Тур.

Энергонезависимая память сохраняет свои данные даже при отключении питания, в отличие от энергозависимой компьютерной памяти с произвольным доступом, которая теряет свое содержимое при выключении машины.

К современным чипам памяти предъявляется множество требований: они должны считывать и записывать данные с высокой скоростью и хранить как можно больше данных. Они также должны быть долговечными и хорошо сохранять данные при минимальном энергопотреблении.

Тур сказал, что новый дизайн Райс, который требует в 100 раз меньше энергии, чем нынешние устройства, потенциально может достичь всех целей.

"ЭтоттанталПамять основана на двухтерминальных системах, поэтому все готово для стеков трехмерной памяти», — сказал он. «И для него даже не нужны диоды или селекторы, что делает его одним из самых простых в создании сверхплотных запоминающих устройств. Это станет реальным конкурентом растущим требованиям к памяти в системах хранения видео высокой четкости и серверных массивах».

Слоистая структура состоит из тантала, нанопористого оксида тантала и многослойного графена между двумя платиновыми электродами. При изготовлении материала исследователи обнаружили, что оксид тантала постепенно теряет ионы кислорода, превращаясь из богатого кислородом нанопористого полупроводника вверху в бедный кислородом внизу. Там, где кислород полностью исчезает, он становится чистым танталом, металлом.