Цивилизация
Ученые создали элемент памяти для компьютеров в разы более миниатюрный, чем самые передовые разработки микроэлектроники в этой области. Он состоит только из кремния, что позволит в скором времени создавать дешевые и надежные запоминающие устройства со сверхплотной записью информации, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на публикацию в Nano Letters.
Важным является то, что технологии производства запоминающих элементов, описанные авторами в статье, не выходят за рамки используемых сегодня в микроэлектронной промышленности. Кроме того, запоминающий элемент представляет собой предельно простое двухмерное устройство, геометрия которого позволит создавать трехмерные чипы для хранения информации.
Единичная ячейка памяти представляет собой тонкий слой оксида кремния, находящийся между двумя кремниевыми электродами, размеры которых не превышают пять нанометров. Оксид кремния в нормальном состоянии является диэлектриком и не пропускает электрический ток, тогда как кремний проявляет полупроводниковые свойства.
Приложение электрического потенциала к кремниевым электродам приводит к выведению части атомов кислорода из кристаллической решетки оксида, что создает в его объеме тонкий проводящий стержень из прилежащих друг к другу атомов кремния. Формирование такого проводящего стержня превращает слой диэлектрика в полупроводник, на несколько порядков повышая его электропроводность. «Разорвать» образовавшийся стержень можно с помощью приложения короткого импульса переменного напряжения к кремниевым электродам.
Таким образом, изменяя свойства ячейки памяти с диэлектрических на полупроводниковые и обратно, можно хранить информацию в виде логического нуля или единицы - элементов двоичного кода.
Исследователи показали, что их технология работает при размере электродов всего в пять нанометров, что в разы меньше элементов, применяющихся для хранения информации с помощью флэш-устройств. Благодаря этому разработка может занять лидирующее положение на рынке за очень короткое время. В настоящее время ученые только разрабатывают надежно работающие элементы микроэлектроники с размерами 10 нанометров. Единичные же элементы флэш-памяти лишь «подбираются» к рубежу в 20 нанометров.
Более того, флэш-память требует применения дополнительных химических элементов для изготовления единичных запоминающих ячеек, каждая из которых имеет три электрода, а не два, как описано в данной статье.
«Красота этого открытия заключается в простоте показанного нами запоминающего устройства. Это является ключом к увеличению плотности записи», - сказал профессор Джеймс Тур из Райсовского университета в США, где было сделано открытие.
По словам Тура, слои запоминающих элементов могут быть расположены друг над другом в трехмерном запоминающем устройстве, обладающем, таким образом, чрезвычайно высокой плотностью записи.
«Промышленные эксперты как-то сказали мне: если вы не разработаете трехмерную технологию хранения информации за четыре года, вы не будете участвовать в этом сегменте рынка. Наше устройство как нельзя лучше подходит для трехмерной геометрии», - добавил ученый. Благодаря своей простоте новые элементы устойчивы к действию ионизирующего излучения и других факторов, вызывающих сбои в работе флэш-памяти, что позволит принять разработанную технологию в ряде специальных приложений, например, в космической отрасли. В настоящее время кремниевый элемент памяти проходит тестирование в частной микроэлектронной компании.
