Графеновая флешка
Графеновая флешка
Учёные из Института физики полупроводников СО РАН изучают возможность применения мультиграфена (несколько слоев графена) во флеш-памяти, что значительно повысит быстродействие устройства и время хранения информации.
По словам старшего научного сотрудника ИФП СО РАН кандидата физматнаук Юрия Новикова, принцип её действия основан на инжекции (впрыскивании) и хранении электрического заряда в запоминающей среде (мультиграфене). Необходимые компоненты такой флеш-памяти – туннельный и блокирующий слои. Первый изготавливается из оксида кремния, второй, как правило, из диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости.
Эффективность флеш-памяти (время хранения заряда, быстродействие) зависит от величины работы выхода запоминающей среды – энергии, которая тратится на удаление электрона из вещества. Мультиграфен, «зажатый» между туннельным и блокирующим оксидами, представляет собой глубокую потенциальную яму, куда заряд скидывается и где потом долго хранится. Это даёт возможность оптимизировать геометрию флеш-памяти, например, использовать более тонкий туннельный слой. Для сравнения: быстродействие флеш-памяти на основе кремниевого кластера в два-три раза ниже.
Однако наличие пор в диэлектрике грозит утечкой заряда, то есть потерей информации. Это проблема всей флеш-памяти, в которой применяется проводящий материал (кремний, металл, мультиграфен). Решение – использование в качестве запоминающей среды вещества с ловушками, например, нитрида кремния.
– Пока мы занимаемся только фундаментальными исследованиями. Опытные образцы существуют, и с ними интенсивно работают, но для коммерческого применения, скажем в России, требуется завод с современными технологиями, который будет стоить около пяти миллиардов долларов, – отмечает учёный.
Тем не менее, даже при использовании таких технологий данные всё равно не смогут храниться вечно: за счёт туннельного эффекта инжектированный заряд со временем уменьшается. Чтобы по истечении десяти лет информацию во флеш-памяти можно было распознать, требуются довольно толстые туннельный и блокирующие слои.
Как сообщает «Наука в Сибири», сейчас в институте проводятся исследования различных материалов для применения их в резистивной памяти, где данные хранятся за счёт изменения сопротивления материала и в отсутствие питания, а быстродействие, по прогнозам, сравнимо с оперативной памятью. При этом число циклов перезаписи окажется значительно больше, а потребление энергии – меньше, чем во флеш-памяти, основанной на инжекции.
Комментарии