Schweiziska forskare har kombinerat två material med fördelaktiga elektroniska egenskaper - grafen och molybdenit - till en flashminne -prototyp som är mycket lovande när det gäller prestanda, storlek, flexibilitet och energiförbrukning.

Efter molybdenitchipet, vi har nu molybdenit flashminne, ett betydande steg framåt i användningen av detta nya material i elektronikapplikationer. Nyheten är ännu mer imponerande eftersom forskare från EPFL:s Laboratory of Nanometer Electronics and Structures (LANES) kom med en verkligt original idé:de kombinerade fördelarna med detta halvledande material med fördelarna med ett annat fantastiskt material - grafen. Resultaten av deras forskning har nyligen publicerats i tidskriften ACS Nano .

Två år sedan, LANES -teamet avslöjade de lovande elektroniska egenskaperna för molybdenit (MoS2), ett mineral som är mycket rikligt i naturen. Flera månader senare, de demonstrerade möjligheten att bygga ett effektivt molybdenitchip. I dag, de har gått ännu längre genom att använda den för att utveckla en prototyp för flashminne - det vill säga en cell som inte bara kan lagra data utan också behålla den i frånvaro av elektricitet. Detta är den typ av minne som används i digitala enheter som kameror, telefoner, bärbara datorer, skrivare, och USB -nycklar.

Ett idealiskt "energiband"

"För vår minnesmodell, vi kombinerade de unika elektroniska egenskaperna hos MoS2 med grafens fantastiska konduktivitet, "förklarar Andras Kis, författare till studien och chef för LANES.

Molybdenit och grafen har många saker gemensamt. Båda förväntas överträffa de fysiska begränsningarna för våra nuvarande kiselchips och elektroniska transistorer. Deras tvådimensionella kemiska struktur-det faktum att de består av ett lager som bara är en enda atom tjockt-ger dem en enorm potential för miniatyrisering och mekanisk flexibilitet.

Även om grafen är en bättre ledare, molybdenit har fördelaktiga halvledande egenskaper. MoS2 har ett idealiskt "energiband" i sin elektroniska struktur som grafen inte gör. Detta gör det mycket lätt att växla från ett "på" till ett "av" -läge, och därmed använda mindre el. Används tillsammans, de två materialen kan därmed kombinera sina unika fördelar.

Som en smörgås

Transistorprototypen som utvecklats av LANES designades med hjälp av "fälteffekt" -geometri, lite som en smörgås. I mitten, istället för kisel, ett tunt lager av MoS2 -kanaler elektroner. Under, elektroderna som överför elektricitet till MoS2 -lagret är gjorda av grafen. Och ovanpå, forskarna inkluderade också ett element bestående av flera lager av grafen; detta fångar upp elektrisk laddning och lagrar därmed minne.

"Genom att kombinera dessa två material gjorde vi stora framsteg inom miniatyrisering, och även genom att använda dessa transistorer kan vi göra flexibla nanoelektroniska enheter, "förklarar Kis. Prototypen lagrar lite minne, precis som en traditionell cell. Men enligt forskaren, eftersom molybdenit är tunnare än kisel och därmed mer känslig för laddning, det erbjuder stor potential för effektivare datalagring.