Ученые IBM разработали новые молекулярные чипы, подражающие работе элементов головного мозга

Молекулярный чип


Представители компании IBM объявили об успешном создании молекулярной технологии, которая может стать основой нового класса чипов логических интегральных схем и энергонезависимой памяти, которые будут потреблять существенно меньше энергии, нежели современные кремниевые устройства. Ученые компании IBM нашли метод приведения чипов в действие, используя слабые ионные токи, токи, возникающие при движении потоков заряженных молекул и ионов. Следует заметить, что именно на таком принципе строится работа некоторых элементов головного мозга.

Современные компьютеры и прочие электронные устройства используют полупроводниковые чипы, изготовленные по технологии CMOS. До последнего момента времени полупроводниковые чипы удваивали количество транзисторов и вычислительную мощность, уменьшались в размерах и стоимости каждые два года, что определялось так называемым законом Гордона Мура. Но применяемые материалы и методы производства уже начинают подходить к ряду физических и технологических ограничений, что делает невозможным соблюдение закона Гордона Мура в ближайшем будущем. Поэтому, для того, чтобы создать более производительные и энергоэффективные электронные устройства потребуются новые подходы и решения.

Исследователи компании IBM стали первыми кто заинтересовался и кому удалось реализовать технику преобразования окиси металла и переключение состояния этого материала из изолирующего до токопроводящего и наоборот за счет насыщения материала атомами кислорода или их удалением.

Как только материал превращается в проводник, он переходит в устойчивое металлическое состояние, которое сохраняется даже в том случае, если устройство обесточивается. Такое свойство энергонезависимости материала означает, что он может использоваться для очень длительного хранения и транспортировки данных. При этом, благодаря постоянству свойств материала, энергонезависимая память на его основе не будет требовать постоянной подзарядки ячеек, что периодически надо делать с энергонезависимой памятью на основе кремния.

Для того, чтобы реализовать данную технологию исследователи IBM применили жидкий электролит с положительно заряженными ионами, который, вступив в контакт с изоляционным слоем оксида металла преобразовал его в металлический проводящий слой. Материал оставался с металлическом проводящем состоянии до тех пор, пока не был произведен контакт с электролитом с отрицательно заряженными ионами, что вызвало окисление металлического материала и возвращение ему изолирующих электрических свойств.

Материалы, переключаемые из проводящего в изолирующее состояние, являлись предметом поиска ученых в течение многих лет. Но все найденные ранее такие материалы переключали свое состояние под воздействием высокого электрического напряжения или перепада температуры, что труднореализуемо в обоих случаях с технологической точки зрения в масштабе кристалла миниатюрного чипа. Технологию удаления и инъекции атомов кислорода, разработанную учеными компании IBM, так же в масштабах чипа будет реализовать не так просто, ведь в ней используются ионные потоки в жидких электролитах. Но этот метод является первым методом, работающим при нормальных условиях окружающей среды.




Ключевые слова:
IBM, Чип, Материал, Металл, Оксид, Кислород, Ион, заряд, Проводник, Изолятор, Электролит

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Использование специальных полимеров позволит создавать более плотные схемы ...
  • Использование магнитно-электронных ключей позволит удвоить емкость твердоте ...
  • Создан новый материал, который может кардинально повысить плотность хранени ...
  • Обнаружен материал, толщиной в три атома, становящийся то проводником, то и ...
  • Чипы со структурами из оксида кремния могут стать заменой флэш-памяти




  • 28 марта 2013 07:23
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3867
    ионные токи, токи, возникающие при движении потоков заряженных молекул и ионов

    Представляю себе сколь низко быстродействие такой электроники.


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.