Создан новый материал, который может кардинально повысить плотность хранения данных и снизить количество потребляемой памятью энергии

IT новости на Учитель программирования Ру
Ученые из университета Райс (Rice University) разработали новую технологию изготовления ячеек твердотельной энергонезависимой памяти, которая позволит кардинально увеличить показатель плотности хранения данных, одновременно снизив количество потребляемой памятью энергии. В основе новой технологии лежит слоистая структура из тантала, нанопористой окиси тантала, графена и платиновых электродов. Согласно предварительным расчетам, применение таких ячеек памяти позволит изготавливать чипы, емкостью минимум 162 гигабита (20 гигабайт), которые практически по всем остальным показателям будут превосходить современные чипы флэш-памяти.

“Мы разработали абсолютно новый способ производства сверхвысокоплотной энергонезависимой компьютерной памяти” – рассказывает Джеймс Тур (James Tour), профессор материаловедения и информатики университета Райс.

В настоящее время каждой ячейке флэш-памяти для работы требуется наличие трех электродов. Ячейки памяти, разработанные в университете Райс, нуждаются в двух электродах, кроме этого, они потребляют в 100 раз меньше энергии по сравнению с энергонезависимой памятью других типов.

“Танталовая память основана на ячейках с двумя электродами. Благодаря этому массивы таких ячеек достаточно просто могут быть размещены не только в плоскости, но и в трех измерениях” рассказывает Джеймс Тур, – “Структуру массивов новой памяти можно организовать таким образом, что ее чипы не будут нуждаться в диодах и устройствах выборки, что также играет огромную роль в деле повышения показателя плотности хранения информации. Предварительные показатели танталовой памяти сделают ее идеальным вариантом для систем хранения высококачественного видео и в серверах различного назначения”.

Во время исследований ученые выяснили все подробности работы ячеек танталовой памяти. Под влиянием электрического тока атомы кислорода мигрируют из области окиси тантала в сторону нижнего слоя чистого тантала, что приводит к возникновению своего рода барьера и кардинальным изменениям в электрической проводимости всей ячейки. Электрический ток обратной полярности приводит к обратному эффекту и проводимость ячейки восстанавливается до исходного состояния.

Самой привлекательной чертой материала для танталовой памяти является то, что он может быть изготовлен без применения высокотемпературных процессов, все этапы производства протекают в условиях комнатной температуры. А изменение параметров ячейки, таких, как толщина слоев и ее размеры позволит получить такие значения напряжения записи и чтения битов, которые подходят для использования новой памяти в устройствах различного класса, начиная от больших серверов и суперкомпьютеров, и заканчивая портативными устройствами и носимой электроникой.

Однако, прежде чем начать предпринимать попытки коммерциализации технологии, ученым предстоит еще решить ряд проблем. Сейчас они разрабатывают методику, которая позволит регулировать при производстве размеры нанопор в окиси тантала, что, в свою очередь, позволит еще больше уплотнить будущую память и облегчит изготовление матрицы проводников, позволяющей обращаться к отдельным битам массива памяти.

Источник


Поделиться ссылочкой: