Forskare vid Rice University har skapat en solid state-minnesteknik som möjliggör lagring med hög densitet med ett minimum av datorfel.

Minnena bygger påtantaloxid, en vanlig isolator inom elektronik. Spänning på en 250 nanometer tjock sandwich av grafen, tantal, nanoporöstantaloxid och platina skapar adresserbara bitar där skikten möts. Styrspänningar som skiftar syrejoner och vakanser växlar bitarna mellan ettor och nollor.

Upptäckten av Rice-labbet av kemisten James Tour kan tillåta arrayminnen som lagrar upp till 162 gigabit, mycket högre än andra oxidbaserade minnessystem som undersöks av forskare. (Åtta bitar är lika med en byte; en 162-gigabit-enhet skulle lagra cirka 20 gigabyte med information.)

Detaljer visas online i tidskriften American Chemical SocietyNanobokstäver.

Liksom Tour-labbets tidigare upptäckt av kiseloxidminnen kräver de nya enheterna bara två elektroder per krets, vilket gör dem enklare än dagens flashminnen som använder tre. "Men det här är ett nytt sätt att göra ultratät, icke-flyktigt datorminne," sa Tour.

Icke-flyktiga minnen lagrar sina data även när strömmen är avstängd, till skillnad från flyktiga datorminnen med slumpmässig åtkomst som förlorar sitt innehåll när maskinen stängs av.

Moderna minneschips har många krav: De måste läsa och skriva data i hög hastighet och hålla så mycket som möjligt. De måste också vara hållbara och uppvisa god bevarande av dessa data samtidigt som de använder minimalt med ström.

Tour sa att Rices nya design, som kräver 100 gånger mindre energi än nuvarande enheter, har potential att nå alla betyg.

"DettatantalMinnet är baserat på system med två terminaler, så det är klart för 3D-minnesstackar”, sa han. "Och det behöver inte ens dioder eller väljare, vilket gör det till ett av de enklaste ultratäta minnena att konstruera. Detta kommer att bli en riktig konkurrent för de växande minneskraven inom högupplöst videolagring och servermatriser."

Den skiktade strukturen består av tantal, nanoporös tantaloxid och flerskiktsgrafen mellan två platinaelektroder. Vid tillverkningen av materialet fann forskarna att tantaloxiden gradvis förlorar syrejoner och ändras från en syrerik, nanoporös halvledare i toppen till syrefattig i botten. Där syret försvinner helt blir det ren tantal, en metall.