นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไรซ์ได้สร้างเทคโนโลยีหน่วยความจำโซลิดสเตตที่ช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงโดยมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดของคอมพิวเตอร์น้อยที่สุด

ความทรงจำมีพื้นฐานมาจากแทนทาลัมออกไซด์ซึ่งเป็นฉนวนทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การใช้แรงดันไฟฟ้ากับแซนด์วิชกราฟีน แทนทาลัม และรูพรุนขนาดนาโนที่มีความหนา 250 นาโนเมตรแทนทาลัมออกไซด์และแพลตตินัมจะสร้างบิตที่สามารถระบุตำแหน่งได้ซึ่งชั้นต่างๆ มาบรรจบกัน แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่เลื่อนไอออนออกซิเจนและตำแหน่งที่ว่างจะสลับบิตระหว่างค่าหนึ่งและศูนย์

การค้นพบโดยห้องปฏิบัติการไรซ์ของนักเคมี เจมส์ ทัวร์ อาจทำให้มีหน่วยความจำแบบคานขวางที่จัดเก็บได้มากถึง 162 กิกะบิต ซึ่งสูงกว่าระบบหน่วยความจำแบบออกไซด์อื่นๆ ที่นักวิทยาศาสตร์สอบสวนอยู่มาก (แปดบิตเท่ากับหนึ่งไบต์ หน่วย 162 กิกะบิตจะเก็บข้อมูลได้ประมาณ 20 กิกะไบต์)

รายละเอียดปรากฏออนไลน์ในวารสาร American Chemical Societyจดหมายนาโน.

เช่นเดียวกับการค้นพบความทรงจำซิลิคอนออกไซด์ก่อนหน้านี้ของห้องปฏิบัติการ Tour อุปกรณ์ใหม่ต้องการเพียงสองอิเล็กโทรดต่อวงจร ทำให้ง่ายกว่าหน่วยความจำแฟลชในปัจจุบันที่ใช้สามอิเล็กโทรด “แต่นี่เป็นวิธีใหม่ในการสร้างหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่มีความหนาแน่นสูงและไม่ลบเลือน” ทัวร์กล่าว

หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนจะเก็บข้อมูลไว้แม้ในขณะที่ปิดเครื่อง ซึ่งแตกต่างจากหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่เข้าถึงโดยสุ่มซึ่งระเหยได้ซึ่งจะสูญเสียเนื้อหาเมื่อปิดเครื่อง

ชิปหน่วยความจำสมัยใหม่มีข้อกำหนดหลายประการ: ต้องอ่านและเขียนข้อมูลด้วยความเร็วสูงและเก็บข้อมูลให้ได้มากที่สุด นอกจากนี้ยังต้องมีความทนทานและแสดงการเก็บรักษาข้อมูลนั้นได้ดีในขณะที่ใช้พลังงานน้อยที่สุด

ทัวร์กล่าวว่าการออกแบบใหม่ของไรซ์ ซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่าอุปกรณ์ในปัจจุบันถึง 100 เท่า มีศักยภาพที่จะตอบสนองทุกความต้องการ

"นี้แทนทาลัมหน่วยความจำใช้ระบบสองเทอร์มินัล ดังนั้นจึงถูกตั้งค่าไว้สำหรับสแต็กหน่วยความจำ 3 มิติ” เขากล่าว “และไม่จำเป็นต้องมีไดโอดหรือซีเลคเตอร์ด้วยซ้ำ ทำให้เป็นหนึ่งในความทรงจำที่มีความหนาแน่นสูงที่สุดที่ง่ายที่สุดในการสร้าง นี่จะเป็นคู่แข่งที่แท้จริงสำหรับความต้องการหน่วยความจำที่เพิ่มขึ้นในการจัดเก็บวิดีโอความละเอียดสูงและอาร์เรย์เซิร์ฟเวอร์”

โครงสร้างแบบชั้นประกอบด้วยแทนทาลัม แทนทาลัมออกไซด์ที่มีรูพรุนระดับนาโน และกราฟีนหลายชั้นระหว่างอิเล็กโทรดแพลทินัมสองตัว ในการสร้างวัสดุ นักวิจัยพบว่าแทนทาลัมออกไซด์ค่อยๆ สูญเสียไอออนออกซิเจน โดยเปลี่ยนจากเซมิคอนดักเตอร์ที่มีออกซิเจนและมีรูพรุนระดับนาโนที่ด้านบนเป็นออกซิเจนต่ำที่ด้านล่าง เมื่อออกซิเจนหายไปจนหมด ก็จะกลายเป็นแทนทาลัมบริสุทธิ์ซึ่งเป็นโลหะ