Квантна механика - Електрони со тунелирање како складирање на податоци за иднината LABO ONLINE

Под раководство на Кристијан-Албрехт-Универзитет Зи Кил (CAU), истражувачите открија нов начин за развој на исклучително брзи и енергетски ефикасни уреди за складирање на податоци. За да го направат ова, тие користеа таканаречени квантни механички контакти со тунел.

електрони

Тука, електроните можат да тунелираат низ тенка бариера. Различните електрични отпори што се јавуваат при различни напони може да се зачуваат како дигитални парови "0" и "1".

Студијата неодамна беше објавена од списанието „Nature Communications“. Вклучени беа и научници од Центарот за истражување во Јулих, Универзитетот во Регенсбург, Рускиот институт Јофе во Санкт Петербург и Корејскиот институт за наука и технологија (КИСТ).

Тунелските контакти се структурирани како електронски кондензатори. Тие се состојат од две метални плочи (електроди) и диелектрик, т.е. непроводен среден слој. Суштинска разлика помеѓу конвенционалните кондензатори и контактите со тунелот е што диелектрикот во контактот со тунелот е тенок само за неколку атомски слоеви (околу еден нанометар). Дебелината на диелектрик приближно одговара на брановата должина на електроните во соседните метални електроди.

Компанија за статијата

Теми во статијата

Ако сега се примени електричен напон на таквата компонента, електроните можат да тунелираат низ овој диелектрик. „Електроните можат да се однесуваат како честички или бранови. Ова им овозможува да ја преминат бариерата како бран што се прелева “, објаснува др. Адријан Петрару од работната група за Наноелектроника во Кил го објасни принципот на дејствување.

Контактот на тунелот се претвора во меморија, само кога ќе се избере бариерата помеѓу електродите: „Од чиста iosубопитност, сакавме да знаеме каков ефект има фероелектричниот материјал врз таквата компонента“, вели проф. Херман Колштет, шеф на работната група Кил. Таквите супстанции имаат позитивни и негативни полнежи на нивните интерфејси, што може да се врати со електричен напон. Ако струјата повеќе не тече, се задржува новата состојба на полнење. Различните поларизации на различни напони одредуваат колку струја тече низ спојот на тунелот.

Истражувачите забележале дека златото и бакарот како електроди постигнуваат особено високи стапки на отпорност. Двата отпорници го формираат дигиталниот пар „0“ и „1“, а со тоа и елемент на основната меморија. „Бидејќи поларизацијата на бариерата помеѓу електродите е зачувана дури и ако не се примени напон, тоа е непостојана меморија, како што е хард диск или ЦД“, вели Колштет.

Оригинална публикација:
Ефект на гигантска електрода врз електроопорност на тунелирање во споеви на фероелектрични тунели. Рохит Сони, Адријан Петрару, Пол Меуфелс, Ондреј Вавра, Мартин Циглер, Сеонг Кеун Ким, Доо Сеок Јеонг, Николај А.Перцев, Херман Колштет. Природни комуникации 48/2014. ДОИ: 10.1038/ncomms641