Создана самая маленькая в мире атомная единица памяти

Более быстрые, компактные, умные и более энергоэффективные микросхемы для всего, от бытовой электроники до больших данных и интеллектуальных вычислений. Вскоре такие могут появиться в продаже после того, как инженеры Техасского университета в Остине создали самое маленькое устройство памяти. И в процессе они выяснили физическую динамику, которая открывает возможности плотного хранения памяти для этих крошечных устройств.

Исследование, опубликованное недавно в Nature Nanotechnology, основано на открытии двухлетней давности, когда ученые создали то, что на тот момент было самым тонким запоминающим устройством. В этой новой работе исследователи еще больше уменьшили размер, уменьшив площадь поперечного сечения до одного квадратного нанометра.

Освоение физики этих устройств позволило сделать их намного меньше. Дефекты или дыры в материале стали ключом к возможности хранения в памяти высокой плотности.

«Когда еще один атом металла входит в эту наноразмерную дыру и заполняет ее, он передает часть своей проводимости материалу, и это приводит к изменению или эффекту памяти», — сказал Деджи Акинванде, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники. .

Хотя они использовали дисульфид молибдена, также известный как MoS2, в качестве основного наноматериала в своем исследовании, исследователи считают, что это открытие можно применить к сотням связанных атомарно тонких материалов.

Гонка за меньшими чипами и компонентами — это мощность и удобство. С меньшими процессорами вы можете делать более компактные компьютеры и телефоны. Но уменьшение размеров микросхем также снижает их энергопотребление и увеличивает емкость, что означает более быстрые и умные устройства, которые потребляют меньше энергии для работы.

«Результаты, полученные в этой работе, открывают путь для разработки приложений будущего поколения, представляющих интерес для Министерства обороны, таких как сверхплотное хранилище, нейроморфные вычислительные системы, системы радиочастотной связи и многое другое», — сказал Пани Варанаси, программист менеджер Исследовательского офиса армии США, финансировавшего исследования.

Устройство Акинванде относится к категории мемристоров, популярной области исследований памяти, сосредоточенной вокруг электрических компонентов с возможностью изменять сопротивление между двумя его выводами без необходимости в третьем выводе в середине, известном как затвор. Это означает, что они могут быть меньше современных устройств памяти и иметь большую емкость.

Эта версия мемристора, разработанная с использованием новейшего оборудования в Окриджской национальной лаборатории, обещает производительность около 25 терабит на квадратный сантиметр. Это в 100 раз более высокая плотность памяти на слой по сравнению с имеющимися в продаже устройствами флэш-памяти.