Ученые из Университетского колледжа Лондона (UCL) разработали первую микросхему энергонезависимой оперативной памяти на основе чистого оксида кремния, которая может функционировать во внешних условиях. Данное изобретение открывает возможности создания новой сверхбыстрой памяти,сообщает «WordScience.org».
В качестве основы микросхем энергонезависимой оперативной памяти (ОЗУ) служат материалы (преимущественно оксиды металлов), электрическое сопротивление которых меняется при подаче напряжения – и устройства могут «запоминать» эти изменения, даже когда электропитание отключается.
Микросхемы энергонезависимого ОЗУ обладают значительно большими объемами памяти, чем нынешние технологии (например, флэш-память, используемая в USB-накопителях), потребляют меньше энергии и не занимают много места.
Группа исследователей из Университетского колледжа Лондона разработала оригинальное устройство на основе оксида кремния, который исполняет роль переключателя сопротивления намного эффективнее, чем все ранее изученные материалы. Отчет о своих достижениях ученые опубликовали в последнем выпуске «Журнала прикладной физики» (англ. «The Journal of Applied Physics»). Согласно их докладу, порядок расположения атомов в твердом оксиде кремния меняется для того, чтобы формировать кремниевые волокна, которые являются менее резистивными. Именно присутствие или отсутствие таких волокон служит «переключателем» из одного состояния в другое.
В отличие от других микросхем на основе оксида кремния, микросхема, разработанная Университетским колледжем Лондона, для функционирования не нуждается в вакууме и поэтому является потенциально дешевле и прочнее. Ее прозрачный дизайн также увеличивает вероятность использования микросхем памяти в мобильных устройствах и устройствах с сенсорными экранами.
Исследования были профинансированы UCL Business, компанией Университетского колледжа Лондона по передаче технологий, и буквально на днях авторы зарегистрировали патент на свое изобретение. В данный момент ведутся переговоры по сотрудничеству с несколькими крупнейшими компаниями по производству полупроводников.
Доктор Тони Кеньйон из Университетского колледжа Лондона, специалист по электронной и электрической инженерии, сообщил: «Наша микросхема энергонезависимой оперативной памяти требует всего лишь тысячную часть всей энергии и приблизительно в сотни раз быстрее, чем стандартные микросхемы флэш-памяти. Тот факт, что устройство может функционировать во внешних условиях и обладает непрерывно изменяемым сопротивлением, значительно расширяет области его применения. Сейчас мы также работаем над созданием кварцевого устройства с целью развития прозрачной электроники».
Ко всему прочему, устройства, разработанные Университетским колледжем Лондона, также могут применяться для поддержания непрерывно изменяемого сопротивления, зависящего от последней подачи напряжения. Это важное свойство позволяет устройству имитировать способ функционирования нервных клеток в мозге. Приборы, которые действуют по такому принципу, называют «мемристрами».
Сегодня к данной технологии проявляют особый интерес. Первый практический мемристр на базе диоксида титана был представлен в 2008 году. Разработка мемристра на основе оксида кремния – это большой шаг вперед, так как его можно потенциально использовать для внедрения в кремниевые микросхемы.
Технология новой энергонезависимой оперативной памяти была обнаружена случайно, во время работы инженеров колледжа над использованием материалов из оксида кремния для производства светодиодов. В ходе проекта ученые обнаружили, что их устройства оказались нестабильными.
Аспиранта Университетского колледжа Лондона Адхана Мехоника попросили наблюдать конкретно за электрическими свойствами материала. Он обнаружил, что материал был не совсем изменчивым; как и ожидалось, его перебрасывало из токопроводящего состояния в непроводящее. Адхан Мехоник сообщил: «Моя работа показала, что из материала, за которым мы наблюдали некоторое время, действительно можно было бы создать мемристр. Потенциал этого материала огромный. Во время проверки мы обнаружили, что можем программировать микросхемы, используя цикл между двумя или более состояниями проводимости. Мы очень рады, что наши открытия могут стать важным шагом на пути к созданию новых кремниевых микросхем памяти ».
Исследователи также изучают применение свойств сопротивления не только для создания запоминающих устройств, но и для компьютерных процессоров.
По данным сайта – sciencedaily.com
