(Phys.org)—Flashminne—den datalagringsmetod som ofta används i telefoner, datorer, och andra enheter – miniatyriseras kontinuerligt för att förbättra enhetens prestanda. I ett försök att minska den kortslutning som ofta uppstår när minnescellerna blir mindre och tätare packade, forskare har undersökt grafenbaserat laddningsfångningsminne som ett alternativ till det traditionella flytande grindminnet. Nu i en ny tidning, forskare har utvecklat ett nanografenbaserat laddningsfångningsminne som uppvisar några av de bästa prestandastatistiken för en sådan enhet som hittills rapporterats.

Forskarna, leds av Dongxia Shi och Guangyu Zhang vid den kinesiska vetenskapsakademin i Peking (Zhang är också med i Collaborative Innovation Center of Quantum Matter i Peking), har publicerat en artikel om den nya minnesenheten i ett färskt nummer av Nanoteknik .

"Som vi alla vet, vi befinner oss i en tid av informationsexplosion, "Jianling Meng, från den kinesiska vetenskapsakademin och första författare till tidningen, berättade Phys.org . "För att förbättra datalagring, det är nödvändigt att minska fotavtrycket för en enda nod för att uppnå en hög densitet av datalagring. Således, det är en forskningsvarm punkt att fortsätta krympa flashminnen. Den största fördelen för telefoner och datorer med mindre flashminnen är en större lagringskapacitet. Också, mindre flashminnen kan förbättra programmerings-/raderingshastigheten för data."

I allmänhet, att krympa den konventionella flytande grindens minnescell är problematiskt eftersom det orsakar kortslutningar. Detta händer eftersom de flytande grindarna där elektronerna är lagrade är ledare, och så kan elektroner lätt flöda mellan dem när de små cellerna är för nära varandra. En fördel med laddningsfångande minne är att laddningsfångningsskiktet där elektronerna lagras är en isolator, så att krympning av dessa celler inte orsakar kortslutningar i den grad som det gör i flytande grindminnesceller.

I ett laddningsfångande minne, elektroner och andra laddningsbärare är lagrade (eller "fångade") i små defekter i grafen, som forskarna kallar "nanografenöar". Ju fler nanografenöar, ju mer laddning som kan lagras, vilket resulterar i en högre minneskapacitet.

I den nya studien, forskarna utvecklade en metod för att tillverka nanografen med en densitet som uppskattas till mer än en biljon (10 ¹² ) nanografenöar per kvadratcentimeter. Deras strategi använder en teknik som kallas plasmaetsning för att skapa ett stort antal defekter såväl som utökade defekter längs kanterna på huvuddefekterna.

Det stora antalet laddningsfångningsplatser som defekterna gav gjorde det möjligt för forskarna att tillverka en minnesenhet med en mycket konkurrenskraftig minnesprestanda. Ett mått på stor kapacitans är ett stort minnesfönster, vilket tyder på att ett stort antal laddningsbärare har fastnat. Tester här visade att det nya minnet har det största minnesfönstret någonsin (9 volt) som hittills rapporterats för ett grafenbaserat laddningsfångningsminne. Dessutom, detta stora minnesfönster bibehölls även efter 1, 000 programmerings-/raderingscykler.

Övergripande, forskarna hoppas att detta högdensitetsminne kommer att ge en väg mot att krympa flashminnet till ännu mindre skalor.

"Vår framtida forskningsplan inom detta område är att realisera ett fotavtryck så litet som spetsen på ett atomkraftmikroskop, sa Meng.

© 2015 Phys.org