Група дослідників з університету Райс (Rice University), очолювана хіміком Джеймсом Туром (James Tour), створила дослідний зразок чипа енергонезалежної пам'яті зі здатністю до перезапису об'ємом в 1 кілобайт, основою якого є комірки пам'яті, виготовлені з оксиду кремнію. Використання цього матеріалу дозволить створювати чипи, які перевершать сучасну флеш-пам'ять за показником щільності зберігання інформації, за кількістю споживаної енергії, за швидкістю запису і за багатьма іншими параметрами.

Основою технології виготовлення даної пам'яті є дослідження, проведені у стінах лабораторії Tour lab. Проводячи ці дослідження, вчені виявили, що якщо крізь шар окису кремнію пропустити електричний струм з певними характеристиками, молекули оксиду розщеплюються, кисень випаровується і на поверхні залишається чистий кремній у металевій формі, формуючий струмопровідний канал, шириною всього 5 нанометрів. Використання електричного струму з іншими характеристиками призводить до зворотного процесу, металевий кремній окислюється, струмопровідний канал "руйнується", збільшуючи електричний опір у тисячі разів. Потім ці струмопровідні канали можна читати як логічну одиницю або нуль залежно від стану цього каналу.

Кожна комірка незалежної пам'яті на основі оксиду кремнію підключається у загальну схему за допомогою двох електродів, що дозволяє виготовити більш компактну схему, ніж схема звичайної флеш-пам'яті, комірки якої підключаються трьома електродами. Комірки нової пам'яті дуже стійкі до впливу високої температури, іонізуючого випромінювання, а їхня гнучка структура забезпечує всьому пристрою високу стійкість до механічних впливів і надає можливість формувати з цих комірок просторові тривимірні кристали. Здатність комірок нової енергонезалежної пам'яті витримувати без втрати інформації тривалий вплив радіації перевіряється у даний час на борту Міжнародної космічної станції.

Дослідний зразок чипа

Струмопровідні канали, індуковані в оксиді кремнію, складаються з металевого кремнію, що має властивості напівпровідника. Таким чином, комірка являє собою щось на зразок діода, який виконує дуже корисну функцію, блокуючи сигнали і струми витоків від інших комірок пам'яті у момент читання інформації з однієї певної клітинки. З електричної точки зору кожна комірка є електронним приладом класу один діод - один резистор (one diode - one resistor, 1D-1R). Співвідношення опору комірки у включеному та у відключеному стані дорівнює 1 до 10000, що дозволяє надійно зберігати інформацію протягом мінімум десяти років, не витрачаючи на це ні краплі енергії.

Кожна комірка з оксиду кремнію здатна мати декілька градацій значення електричного опору, які встановлюються за допомогою відмінних за характеристиками імпульсів електричного струму. У перспективі така можливість дозволить зберігати в одній комірці не один біт двійкової інформації, а більшу кількість інформації, закодованої у вигляді значення її електричного опору.

Слід зазначити, що фінансування даних досліджень здійснювалося підприємством Boeing Corp та Науково-дослідним управлінням ВПС США (Air Force Office of Scientific Research).

Джерело: InfoNova.org.ua

за матеріалами: dailytechinfo.org