• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Kiseloxidminnen överskrider ett hinder

    En bild av ett skannande elektronmikroskop visar detaljer om en 1-kilobit tvärstångsminnesuppsättning som designats och byggts vid Rice University med kiseloxid som det aktiva elementet. Kredit:Tour Group/Rice University

    Ett laboratorium med banbrytande minne från Rice University som använder billiga, rikligt kiseloxid för att lagra data har drivit dem ett steg längre med chips som visar teknikens praktiska.

    Teamet som leds av Rice-kemisten James Tour har byggt en 1-kilobit omskrivbar kiseloxid-enhet med dioder som eliminerar dataförstörande överhörning.

    Ett papper om det nya verket visas i veckan i tidningen Avancerade material .

    Med gigabyte flashminne som blir stadigt billigare, en 1k icke flyktig minnesenhet har liten praktisk användning. Men som ett bevis på konceptet, chipet visar att det borde vara möjligt att överträffa begränsningarna för flashminne i packningstäthet, energiförbrukning per bit och omkopplingshastighet.

    Tekniken är baserad på en tidigare upptäckt från Tour lab:När elektricitet passerar genom ett lager kiseloxid, det tar bort syremolekyler och skapar en kanal av rent metallfas -kisel som är mindre än fem nanometer brett. Normala driftspänningar kan upprepade gånger bryta och "läka" kanalen, som kan läsas som antingen ett "1" eller "0" beroende på om det är trasigt eller intakt.

    Kretsarna kräver bara två terminaler istället för tre, som i de flesta minneskort. Tvärstångsminnen som byggts av Rice lab är flexibla, motstå värme och strålning och visa löfte för stapling i tredimensionella matriser. Rudimentära kiselminnen gjorda i Tour -labbet finns nu ombord på den internationella rymdstationen, där de testas för sin förmåga att hålla ett mönster när de utsätts för strålning.

    Rice University har byggt tvärstångsminnebrickor baserade på kiseloxid som visar potential för nästa generations 3D-minnen för datorer och konsumentenheter. Kredit:Tour Group/Rice University

    Dioderna eliminerar överhörning som är inneboende i tvärstångsstrukturer genom att hålla det elektroniska tillståndet på en cell från att läcka in i angränsande celler, Tour sa. "Det var inte lätt att utveckla, men det är nu väldigt enkelt att göra, " han sa.

    Enheten byggd av Rice postdoktor Gunuk Wang, huvudförfattare till det nya papperet, smörgåsar den aktiva kiseloxiden mellan lager av palladium. Kisel-palladiumsmörgåsarna vilar på ett tunt lager av aluminium som kombineras med ett baslager av p-dopat kisel för att fungera som en diod. Wangs 32 x 32-bitars testuppsättningar är lite mer än en mikrometer djupa med tvärgående linjebredder på 10 till 100 mikrometer för teständamål.

    "Vi försökte inte förminska det, "Tour sa." Vi har redan demonstrerat det inhemska filamentet för sub-5-nanometer, som kommer att arbeta med den minsta linjestorleksindustrin kan göra. "

    En diod av kisel och aluminium gör en tvåterminal minnescell av palladium och kiseloxid möjlig i ny forskning av forskare från Rice University. De icke flyktiga cellerna visar löfte för en ny generation av täta, pålitligt 3D-minne. Kredit:Tour Group/Rice University

    Enheterna har visat sig vara robusta, med ett högt på/av -förhållande på cirka 10, 000 till 1, över motsvarande 10 års användning, låg energiförbrukning och till och med möjligheten för multibitväxling, vilket skulle möjliggöra lagring av information med högre densitet än konventionella tvåstatsminnessystem.

    Enheterna som kallas "en diod-ett-motstånd" (1D-1R) fungerade särskilt bra jämfört med testversioner (1R) som saknade dioden, Sa Wang. "Att bara använda kiseloxiden var inte tillräckligt, "sa han." I en (1R) tvärstångsstruktur med bara minnesmaterialet, om vi gjorde 1, 024 celler, endast cirka 63 celler skulle fungera individuellt. Det skulle finnas överhörning, och det var ett problem. "

    Ett kilobit minneschips baserade på kiseloxid har potential att överträffa begränsningarna för flashminne i packningstäthet, energiförbrukning per bit och omkopplingshastighet, enligt forskare vid Rice University. De senaste chipsen har inbäddade dioder som förhindrar dataförstörande överhörning mellan enskilda minnesceller. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University

    För att bevisa 1D-1R:s kapacitet, Wang isolerade 3 x 3 rutnät och kodade ASCII -bokstäver som stavade "RIS UGLAR" i bitarna. Att ställa angränsande bitar till "på" -läget - vanligtvis ett tillstånd som leder till spänningsläckage och datakorruption i en 1R -tvärstångsstruktur - hade ingen effekt på informationen, han sa.

    • Rice Universitys forskare Gunuk Wang skrev ASCII-kod för "RICE OWLS" till en ny ras av kiseloxidbaserade minneschips som utvecklats på Rice. Tekniken bakom chipsen har potential att överträffa begränsningarna för det aktuella flashminnet som vanligen finns på datorer och konsumentenheter. Kredit:Tour Group/Rice University

    • Risuniversitetsforskaren Gunuk Wang har ett chip med fyra 1 kilobit kiseloxidbaserade minnen. Wang lade till dioder i varje bit för att förhindra dataförstörande överhörning mellan enskilda minnesceller. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University

    "Från den tekniska sidan av detta, att integrera dioder i ett 1k minnesarray är ingen liten grej, "Tour sa." Det blir branschens jobb att skala upp detta till kommersiella minnen, men denna demonstration visar att det går att göra. "


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com