Меморивни ќелии на меморија Нови процеси во современите ќелии на меморијата ReRAM декодирани - LABO ONLINE
Запомните ќелии на меморијата, накратко, ReRAM, се новите супер спомени за иднината. Во моментов се водат два основни концепта, кои претходно беа поврзани со различни видови на активни јони - или негативно или позитивно наелектризирани. Но, тоа не е сосема точно, како што изненадувачки откриле истражувачите од Јулих заедно со јужнокорејски, јапонски и американски колеги.
Бидејќи во клетките за промена на валентноста (VCM), покрај негативно наелектризираните јони на кислород - исто како и во електрохемиските ќелии за метализација (ECM) - активни се и позитивно наелектризираните метални јони. Ефектот овозможува да се прилагодат преклопните својства на насочен начин и да се спојат двата концепта, како што покажаа истражувачите во списанијата „Нанотехнологија на природата“ и „Напредни материјали“.
ReRAM ќелиите се карактеризираат со посебна особина: нивниот електричен отпор може да се смени со примена на електричен напон. Како резултат, клетките се однесуваат слично на магнетниот материјал кој повторно се магнетизира и демагнетизира. Постои, така да се каже, ON и OFF состојба. На овој начин, дигиталните информации можат да бидат зачувани, т.е. информации што само прават разлика помеѓу „1“ и „0“. Главните предности на ваквите ReRAMs: Тие можат да се вклучат многу брзо, да користат малку енергија и да ја одржуваат својата состојба долго време дури и кога веќе нема надворешен напон.
Компанија за статијата
Теми во статијата
Запомнувачките својства на ReRAM се засноваат на мобилни јони. Во основа, многу слично како кај батеријата, тие се движат напред и назад меѓу две електроди во метален оксиден слој, дебел само неколку нанометри. Долго време, истражувањето сметаше дека VCM и ECM значително се разликуваат по начинот на работа. Во ECM, состојбата ON или OFF се постигнува кога металните јони се движат и формираат филаменти слични на влакна. Ова се случува кога ќе се примени електричен напон. Ова предизвикува такво влакно да расте помеѓу двете електроди на ќелијата. Cellелијата е практично краток спој - отпорот паѓа одеднаш. Информациите потоа можат да се зачуваат преку насочена контрола на процесот.
Написи на оваа тема
Транспорт на податоци со мрежна решетка и органски молекули
Истражувачите снимаат магнетно складирање во супер бавно движење
Тунелирање на електрони како складирање на податоци за иднината?
Карактеристиките на префрлување на таканаречените VCM, од друга страна, првенствено беа поврзани со поместување на јони на кислород. За разлика од металните јони, тие се негативно наелектризирани. Кога се применува напон, јони се движат надвор од метал соединение кое содржи кислород. Материјалот одеднаш станува попроводен. И тука целта е да се контролира овој процес на насочен начин.
Сепак, заедно со нивните партнери од Националниот универзитет Чонбук во Јеонју, Националниот институт за наука на материјали во Цукуба и Технолошкиот институт Масачусетс (МИТ) во Бостон, истражувачите од Јулих откриле неочекуван втор процес на префрлување во VCM: Метал и во VCM -Iјони исто така придонесуваат за формирање на влакно.
Процесот стана видлив само затоа што научниците го потиснаа движењето на јони на кислород. За да го направат ова, тие ги модифицираа површините со примена на тенок слој јаглерод директно врз материјалот од електродата. Во еден случај тие користеле графен, исто така познат како „чудотворен материјал“, кој се состои од само еден слој јаглерод. „Графенот би требало да го потисне транспортот на јони на кислород низ фазната граница и да ги забави реакциите на кислородот што наликува на клетката на ECM и затоа претпоставува дека мобилните метални јони се исто така активни во VCM. Ова беше потврдено со дополнителни експерименти со микроскопија за скенирање со тунелирање (СТМ) и експерименти со дифузија. Очигледно, металните јони исто така го поддржуваат процесот на префрлување ", вели д-р. Илија Валов, електрохемичар во институтот Јилих Питер Гринберг (PGI-7).
Инсталирањето на таков среден слој изработен од јаглерод ќе им овозможи на VCMs да се префрлат од еден во друг процес на вклучување. Ова ќе отвори нови можности за дизајнирање на ReRAM. „Во зависност од примената, нашите откритија можат да се користат со свесно зголемување или намерно потиснување на ефектот“, објаснува Валов. Сепак, резултатите на научниците исто така отвораат прашања: „Претходните модели и истраги мора повторно да се ревидираат врз основа на овие наоди може да се прилагоди “, вели научникот од Јулих. Понатамошните тестови исто така треба да појаснат како новите типови на компоненти што се засноваат на наодите се однесуваат во пракса.
Истражувачката работа беше делумно финансирана од BMBF (проект бр. 03X0140) и SFB 917 од DFG.
Оригинална публикација:
Движење на катјон со нано скала во системите за паметење TaOx, HfOx и TiOx: Ања Ведиг, Мајкл Лубебен, Деок-Јонг Чо, Марко Мурс, Катарина Скаја, Викас Рана, Цујоши Хасегава, Киран К. Адепали, Билге Јилдиз, Рајнер Васер, Илија Валов. Нанотехнологија на природата (објавено на 28 септември 2015 година), ДОИ: 10.1038/nnano.2015.221.
Изменето со графен ја контролира транзицијата од VCM во ECM режими на префрлување во уреди за паметење базирани на Ta/TaOx: Мајкл Либен, Панајотис Караколис, Василиос Јоану-Соуглеридис, Паскал Норманд, Панајотис Димитракис, Илија Валов. Напредни материјали (прво објавено на 10 септември 2015 година), ДОИ: 10.1002/адма.201502574.