Двуизмерният материал с превключване между две състояния на кристална структура
(илюстрация: University of Rochester illustration / Michael Osadciw)
В интересна разработка учени съчетаха два типа типа памети – мемристор и памет с промяна на фазата, за да получат хибрид, който е по-бърз и по-ефективен от масово използваната днес флаш памет.
Новата енергонезависима памет е дело на изследователи от университета в Рочестър. Тя се базира на добре познатата ReRAM (резистивна памет) и PRAM (памет с промяна на фазата). Хибридът се оказа толкова добър, че след време може да стане наследник на популярната флаш памет, отбелязва TechXplore.
Всяка памет поотделно – резистивна (понякога наричана мемристорна) и памет с промяна на фазата – има както своите предимства, така и недостатъци. Резистивната памет консумира малко, но записването на данни под формата на нишковидна обратима йонна проводимост може да бъде много ненадеждно. Паметта с промяна на фазата съхранява информацията безупречно, но операциите за запис и изтриване, които трансформират клетката в кристално състояние от аморфно и обратно, са много енергоемки.
Предложеният от изследователите на Рочестър хибрид създава състояние на материята, в което тя е на ръба на стабилност по отношение на кристалната структура. Най-малкото изместване на една страна превръща клетката с памет в кристално състояние с ниско или високо съпротивление. Това изместване се инициира от електромагнитно поле, също както при превключване на транзистор.
„Създадохме я, като по същество просто разтегнахме материала в една посока и го компресирахме в другата”, казват авторите на разработката. „Това позволява да увеличим производителността с порядъци. Виждаме път, по който разработката може да се окаже в домашните компютри като супер-бърза, супер-ефективна форма на памет. Това може да има големи последици за компютрите като цяло”.
Всъщност новата памет е деформиран двуизмерен материал – молибденов дителурид (MoTe2). Тънки метални филми от MoTe2 се формират под напрежение в контакти, които индуцират контролиран от деформация фазов преход от полуметал към полупроводник. Фазовият преход, от своя страна, образува вертикален транспортен канал (мемристор) с полупроводников MoTe2 като активна област.
Благодарение на напрежението, каналът превключва при напрежение от само 90 mV. Времето на превключване е 5 ns, времето на задържане е над 105 s, а очакваният брой цикли на превключване е над 108.
Напрежението на превключване и броят на циклите се регулират както механично (по време на производството), така и електрически по време на настройката на устройството. Експериментите с прототипи са обещаващи, което ще стимулира учените да надграждат своя успех с течение на времето.