Nanographem, flexibler transparenter Speicher auf Siliziumbasis

Speichergeräte Computer und viele elektronische Geräte verlassen sich normalerweise auf gespeicherte Informationen, bei denen es sich hauptsächlich um Daten handelt, die verwendet werden können, um Schaltungsaktionen zu steuern. Die digitalen Informationen werden in Speichergeräten gespeichert. Zu den langfristigen Perspektiven der Nanotechnologie für Speichergeräte gehören Kohlenstoff-Nanoröhren-basierte Speicher, Molekularelektronik und Memristoren auf Basis von Widerstandsmaterialien wie TiO2.
Transparenter Speicher
Transparenter elektronischer Speicher hat den Vorteil, dass er in integrierter transparenter Elektronik nützlich wäre, aber das Erreichen einer solchen Transparenz führt zu Grenzen in der Materialzusammensetzung und behindert die Verarbeitung und die Geräteleistung.
Hier präsentieren wir einen Weg zur Herstellung hochtransparenter Speicher mit SiOx als aktivem Material und Indium-Zinn-Oxid oder Graphen als Elektroden. Der nichtflüchtige resistive Speicher mit zwei Anschlüssen kann auch in Crossbar-Arrays auf Glas- oder flexiblen transparenten Plattformen konfiguriert werden. Die fadenförmige Leitung in Siliziumkanälen, die in situ im SiOx erzeugt werden, hält das aktuelle Niveau, wenn die Bauelementegröße abnimmt, was ihr Potenzial für hochdichte Speicheranwendungen unterstreicht, und da sie auf zwei Anschlüssen basieren, sind Übergänge zu dreidimensionalen Speichergehäusen denkbar . Da Glas zu einem der tragenden Elemente von Baumaterialien wird und leitfähige Displays in modernen Handheld-Geräten unverzichtbar sind, ist eine erhöhte Funktionalität in formschlüssigen Verpackungen von Vorteil.
Prinzip
Der transparente Speicher basiert auf dem Prinzip, dass durch das Drücken einer starken Ladung durch Standard-Siliziumoxid Kanäle aus reinen Siliziumkristallen mit einer Breite von weniger als 5 Nanometern gebildet werden. Die angelegte Anfangsspannung entfernt Sauerstoffatome aus dem Siliziumoxid; geringere Ladungen unterbrechen und schließen den Stromkreis dann wiederholt an und schließen ihn wieder an und machen ihn zu einem nichtflüchtigen Speicher. Ein kleineres Signal kann verwendet werden, um den Speicherzustand abzufragen, ohne ihn zu ändern.
Ergebnis der Rice University
Forscher der Rice University haben transparente, flexible Speicher entwickelt, die Siliziumoxid als aktive Komponente verwenden, obwohl Silizium selbst nicht transparent ist, wenn die Dichte der Schaltkreise hoch genug ist, und die Forscher haben einen funktionierenden Speicher mit zwei Anschlüssen entwickelt, der in einer dreidimensionalen Konfiguration gestapelt und mit Siliziumoxid und Graphen auf einem flexiblen Substrat befestigt werden. Forscher stellen hochtransparente, nichtflüchtige resistive Speicherbausteine ​​her, basierend auf der Erkenntnis, dass Siliziumoxid ein Schalter sein kann. Transparente Drähte werden benötigt, um die Spannungen zuzuführen, und daher wird Graphem, das transparent ist, als Verdrahtung sowohl für die Eingangs- als auch für die Ausgangselektroden auf den Kunststoffsubstraten verwendet. Aber auf den Glassubstraten wird Indium-Zinn-Oxid (ITO) verwendet, eine transparente metallische Elektrode für den Eingang und Graphen darüber für den Ausgang. Graphen bildet die Elektroden des Geräts. Mit Ausnahme der Anschlussdrähte an den Graphenelektroden sind die Geräte komplett metallfrei. Da es einfach ist, Graphen auf verschiedene Substrate zu übertragen, stellten die Forscher einige Geräte aus flexiblem Kunststoff her.
Verwendungen
Die Technologie hätte einige Vorteile gegenüber aktuellen Speichertechnologien, da Speicher heute nicht transparent ist und daher nicht auf Glas verwendet werden kann, während die Durchsichtseigenschaften beibehalten werden, und Speicher heute auf flexiblen Substraten wie Kunststoff nicht gut funktioniert.
Hersteller finden physikalische Grenzen bei aktuellen Architekturen, wenn sie versuchen, Millionen von Bits auf kleinen Geräten unterzubringen. Derzeit wird Elektronik mit 22-Nanometer-Schaltungen hergestellt. Aber bei nur 5 Nanometern kann ein Kanal erstellt werden, um den Speicher über das Mooresche Gesetz hinaus zu erweitern.
Die Kombination von Silizium und Graphen ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Möglichkeiten zu erweitern, wo Speicher platziert werden können. Die Geräte haben das Potenzial, dass sich die Leistung von Computerschaltkreisen alle zwei Jahre verdoppeln, den harten Strahlungsbedingungen standhalten und auch Hitze von bis zu etwa 1.300 Grad standhalten können. F.
Die heutigen Transistoren, die in Speicher wie Flash-Speicher verwendet werden, können durch ihr Siliziumoxid-Design ersetzt werden. Ein durchsichtiges Handy ist eine weitere Möglichkeit.