Чипы со структурами из оксида кремния могут стать заменой флэш-памяти

Ячейки энергонезависимой памяти


Группа исследователей из университета Райс (Rice University), возглавляемая химиком Джеймсом Туром (James Tour), создала опытный образец чипа перезаписываемой энергонезависимой памяти объемом в 1 килобайт, основой которого являются ячейки памяти, изготовленные из оксида кремния. Использование этого материала позволит создавать чипы, которые превзойдут современную флэш-память по показателю плотности хранения информации, по количеству потребляемой энергии, по скорости записи и по многим другим параметрам.

Основой технологии изготовления энергонезависимой памяти являются исследования, проведенные в стенах лаборатории Tour lab. Проводя эти исследования, ученые обнаружили, что если через слой окиси кремния пропустить электрический ток с определенными характеристиками, молекулы оксида расщепляются, кислород улетучивается и на поверхности остается чистый кремний в металлической форме, формирующий токопроводящий канал, шириной всего в 5 нанометров. Использование электрического тока с иными характеристиками приводит к обратному процессу, металлический кремний окисляется, токопроводящий канал "разрушается", увеличивая электрическое сопротивление в тысячи раз. Затем эти токопроводящие каналы можно читать как логическую единицу или ноль в зависимости от состояния этого канала.

Каждая ячейка энергонезависимой памяти на основе оксида кремния подключается в общую схему с помощью двух электродов, что позволяет изготовить более компактную схему, нежели схема обычной флэш-памяти, ячейки которой подключаются тремя электродами. Ячейки новой памяти весьма устойчивы к воздействию высокой температуры, ионизирующего излучения, а их гибкая структура обеспечивает всему устройству высокую стойкость к механическим воздействиям и предоставляет возможность формировать их этих ячеек пространственные трехмерные кристаллы. Способность ячеек новой энергонезависимой памяти выдерживать без потери информации длительное воздействие радиации проверяется в настоящее время на борту Международной космической станции.

Опытный образец чипа


Токопроводящие каналы, индуцируемые в оксиде кремния, состоят из металлического кремния, имеющего свойства полупроводника. Таким образом, ячейка представляет собой нечто вроде диода, который выполняет весьма полезную функцию, блокируя сигналы и токи утечек от других ячеек памяти в момент чтения информации из одной определенной ячейки. С электрической точки зрения каждая ячейка представляет собой электронный прибор класса один диод-один резистор (one diode-one resistor, 1D-1R). Соотношение сопротивления ячейки во включенном и в отключенном состоянии равно 1 к 10000, что позволяет надежно хранить информацию в течение минимум десяти лет, не тратя на это ни капли энергии.

Каждая ячейка из оксида кремния способна иметь несколько градаций значения электрического сопротивления, которые устанавливаются с помощью отличных по характеристикам импульсов электрического тока. В перспективе такая возможность позволит хранить в одной ячейке не один бит двоичной информации, а большее количество информации, закодированной в виде значения ее электрического сопротивления.

Следует отметить, что финансирование данных исследований осуществлялось компанией Boeing Corp и Научно-исследовательским управлением ВВС США (Air Force Office of Scientific Research).




Ключевые слова:
Ячейка, Память, Энергонезависимая, Флэш, Окись, Кремний, Импульс, Электрический, Ток, Канал, Надежность, Температура, Радиация

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый материал, который может кардинально повысить плотность хранени ...
  • Новый тип "нанопористой" резистивной памяти позволит хранить терабайт дан ...
  • FeTRAM - новый тип энергонезависимой памяти, быстрой и экономичной.
  • На Тайване разработаны самые маленькие микросхемы памяти RRAM.
  • Использование графеновых нанолент позволит достичь небывалых значений плотн ...




  • 20 июля 2013 11:45
    #1 Написал: muhametshin_ruslan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    изнашиваться будет быстро...
        
    20 июля 2013 18:55
    #2 Написал: Glenfiddich

    Публикаций: 0
    Комментариев: 199
    Цитата: muhametshin_ruslan
    изнашиваться будет быстро...



    Откуда такие данные?


    --------------------
        
    20 июля 2013 20:10
    #3 Написал: muhametshin_ruslan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Основой технологии изготовления энергонезависимой памяти являются исследования, проведенные в стенах лаборатории Tour lab. Проводя эти исследования, ученые обнаружили, что если через слой окиси кремния пропустить электрический ток с определенными характеристиками, молекулы оксида расщепляются, кислород улетучивается и на поверхности остается чистый кремний в металлической форме

    постоянное окисление и "улетучивание" кислорода могут постепенно разрушать структуру
    чипа, особенно если она наноразмерная.
        
    20 июля 2013 21:20
    #4 Написал: Crong

    Публикаций: 0
    Комментариев: 44
    А зачем оно нужно если вроде бы в ближайшие несколько лет собираются запустить в производство память на мемристорах?
        
    21 июля 2013 11:10
    #5 Написал: Warhamer

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: muhametshin_ruslan
    постоянное окисление и "улетучивание" кислорода могут постепенно разрушать структуру
    чипа, особенно если она наноразмерная.

    А где сказано что там будет постоянное окисление?
    "технология изготовления энергонезависимой памяти ... через слой окиси кремния пропустить электрический ток с определенными характеристиками, молекулы оксида расщепляются, кислород улетучивается и на поверхности остается чистый кремний в металлической форме"
        
    21 июля 2013 11:56
    #6 Написал: muhametshin_ruslan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Насколько я понял, механизм памяти заключается именно в окислении/очищении кремния.
        
    22 июля 2013 18:29
    #7 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Цитата: muhametshin_ruslan
    именно в окислении/очищении кремния

    Правильно, но более правильно с точки зрения химии сказать - окисление и восстановление.


    --------------------
        

    Информация

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