Prosta grafenowa pamięć

Na Narodowym Uniwersytecie Singapuru powstały grafenowe układy pamięci. Wykonano je w dość prosty sposób, co przybliża nas do dnia rynkowego debiutu tego typu urządzeń.

Uczeni, pracujący pod kierunkiem profesora Barbarosa Özyilmaza, nałożyli na grafen cienką warstwę materiału ferroelektycznego. Materiały takie mają wewnętrzne pole elektryczne, którego kierunek zmienia się po przyłożeniu napięcia. Z kolei zmiana polaryzacji pola ferroelektryka wpływa na zmianę przewodnictwa grafenu, a więc można spowodować, by grafenowa pamięć przybierała wartości "1" i "0". Andre Geim, odkrywca grafenu, zauważa, że metoda jego kolegów z Singapuru jest niesamowita ze względu na swoją prostotę. Ferroelektryki są dobrze poznane. Wiadomo też, że pole elektryczne zmienia oporność grafenu o rząd wielkości. Oni połączyli te dwa dobrze znane fakty - mówi Geim.

Grafenowe układy pamięci będą miały olbrzymie zalety w porównaniu z obecnie stosowanymi kośćmi. Pracują około 30-krotnie bardziej wydajnie i umożliwiają znacznie bardziej gęsty zapis danych. Ocenia się, że możliwość współczesnych technologii skończą się przy gęstości rzędu 1 terabita na cal kwadratowy. Wówczas pojedyncze komórki pamięci będą miały wielkość 25 nanometrów, co nie pozwoli na utrzymanie kierunku namagnetyzowania i będzie dochodziło do utraty danych. Tymczasem grafenowe układy poradzą sobie przy komórkach wielkości 10 nanometrów i mniejszych.

Nowa prototypowa pamięć została zbudowana z szerokich na 2 mikrometry pasków grafenu, które umieszczono na krzemie. Następnie przyłączono doń złote elektrody, a grafen pokryto ferroelektrykiem.

Tak skonstruowany układ charakteryzował się pięciokrotnie krótszym od współczesnych pamięci cyklem odczytu/zapisu. Wiadomo, że jest w stanie wytrzymać 100 000 cykli pracy, podczas gdy obecnie wykorzystywane układy przechodzą ich całe miliony.

Dodatkową zaletą prac singapurskich naukowców jest fakt, iż specjaliści wiedzą, dlaczego całość zachowuje się tak, a nie inaczej. To umożliwia dalszy rozwój układów i pozwoli zbadać ich rzeczywistą przydatność w codziennych zastosowaniach. Wcześniej podobne rezultaty osiągały inne zespoły naukowe, jednak przyczyny pewnych zachodzących zjawisk fizycznych były niezrozumiałe, co znakomicie utrudnia prace.

grafen układ pamięci pamięć