Även om smartphones och surfplattor hyllas som framtidens hårdvara, deras nuvarande inkarnationer har några brister. Mest ökänt, lågt RAM-minne begränsar antalet applikationer som kan köras samtidigt och förbrukar snabbt batterikraft. Nu, en forskare från Tel Aviv University har hittat en kreativ lösning på dessa välkända problem.

När kiseltekniken blir mindre, att skapa ett stort och kraftfullt minne blir svårare, säger doktoranden Elad Mentovich och hans handledare Dr Shachar Richter från TAU:s institution för kemi och centrum för nanovetenskap och nanoteknik. Arbetar med kolmolekyler som kallas C ₆₀ , Mentovich har framgångsrikt byggt en sofistikerad minnestransistor som både kan överföra och lagra energi, eliminerar behovet av en kondensator.

Denna molekylära minnestransistor, som kan vara så liten som en nanometer, lagrar och sprider information i hög hastighet — och den är redo att produceras på befintliga högteknologiska tillverkningsanläggningar. Stora företag inom minnesindustrin har redan uttryckt intresse för tekniken, säger Mentovich, som tilldelades första pris för sitt arbete vid majs europeiska konferens i sessionen om Novel Materials Approaches for Microelectronics of the Materials Research Society. Grunden för tekniken har publicerats i Avancerade material och Bokstäver i tillämpad fysik .

Att täppa till det tekniska gapet

Mobila enheter som smartphones och surfplattor är beräkningsenheter från tiden efter personlig dator (PC), säger Mentovich. Dessa enheter, som är små och batteridrivna, snabbt täcker klyftan med sina bärbara eller stationära förfäder när det gäller datorkraft och lagringskapacitet - men de saknar RAM, körtidsminnesreserverna som datorer behöver för att driva olika program. Eftersom nuvarande RAM-teknik är energikrävande och fysiskt stor, det fungerar inte bra i mobila enheter. Det är där bärbara datorer och datorer behåller fördelen.

Så många som 15 år sedan, teknikexperter insåg att problemet med krympande elektronik skulle vara den fysiska storleken på hårdvaran som behövs för att få dem att fungera. Idén om en sofistikerad transistor, som skulle kunna göra jobbet för både transistorn och kondensatorn, var en teknisk dröm - fram till nu.

För att ta itu med denna tekniska lucka, Mentovich inspirerades av Israelpristagarens arbete Prof. Avraham Nitzan från TAU:s institution för kemi, vem bevisade det, på grund av sin speciella struktur, en molekyl kan lagra både en elektrisk laddning och information samtidigt. För att tillämpa denna upptäckt på transistorer, Mentovich använde C60-molekyler, består av 60 kolatomer, och placera dem i kanalerna på en transistor, skapa en mindre än silikon, höghastighetstransistor som också skulle kunna göra jobbet som en kondensator.

Går mobil

Mentovich menar att den här tekniken är ett stort behov i dagens mobila värld. 2012 var det första året då stora teknikföretag sålde fler surfplattor och smartphones än bärbara och bärbara datorer tillsammans, konstaterar han. "När denna nya teknik integreras i framtida enheter, du kommer att ha mycket mer minne på dina smartphones och surfplattor, närmar sig nivån på en bärbar dator. Med den typen av minne, du kommer att kunna köra applikationer samtidigt, och eftersom det är lågspänning, strömförbrukningen kommer att minska och batteritiden blir längre."

Nästa steg är att hitta en tillverkningsanläggning med de nödvändiga materialen för att tillverka transistorerna. Enligt Mentovich, fördelen med denna produkt är att med rätt utrustning, som är standard i högteknologiska anläggningar, och hans genombrott för hur man sätter ihop transistorerna, dessa molekylära minnen kunde tillverkas var som helst. "Avståndet till implementering är inte långt, " han säger.