Нанотрубки как основа Flash-памяти

19.04.2006

Недавно группе исследователей удалось создать на основе нанотрубки Flash-память

Углеродные однослойные нанотрубки, хорошо зарекомендовавшие себя в микро- и наноэлектронике, микросистемотехнике и биологии, имеют, оказывается, еще ряд полезных свойств, которые можно использовать в вышеперечисленных областях.

Недавно группе исследователей удалось создать на основе нанотрубки Flash-память. Пока еще устройство далеко от полноценного коммерческого продукта, но ученые надеются, что их исследования откроют новые типы архитектуры молекулярной памяти на основе нанотрубок и позволят выпускать полноценные массовые электронные устройства на их основе.

"В то время, как подавляющая часть наноэлектроники на основе нанотрубок работает при достаточно низких температурах, наше устройство может работать при комнатной, - говорит Джиян Дай (Jiyan Dai), ученый из Политехнического университета Гонконга (Hong Kong Polytechnic University). - Это свидетельствует о том, что нанотрубочная электроника становится "теплой", что позволит ей скорее выйти на потребительский рынок".

Трудно сказать, где не используется Flash-память. В основном, это накопитель данных в цифровых аудиоплеерах, видеокамерах, мобильных телефонах, фотоаппаратах и USB-устройствах переноса информации.

Основное достоинство Flash-памяти то, что она энергонезависима, то есть продолжает хранить данные без дополнительного питания.

Как только на ячейку подается напряжение, электроны формируют отрицательный заряд на "плавающем ключе", который, при определенном количестве зарядов становится закрытым, и ячейка принимает значение логического "0". Как только напряжение понижается, затвор ключ открывается, и ячейка принимает значение "1". Так каждая ячейка может хранить один бит информации.

Дай и его коллега Лу (X.B. Lu) смогли создать ячейку, в которой роль "плавающего ключа", хранящего заряд, играет пленка, содержащая композит из нанотрубок. Об этом они сообщили в текущем выпуске Applied Physics Letters.

Композит, содержащий углеродные нанотрубки, состоит из гафния, алюминия и кислорода (т.н. HfAlO-композит). Он служит как в качестве "управляющий ключа", так и в качестве оксидной пленки, разделяющей части ячейки между собой. Новая Flash-ячейка - это своеобразный бутерброд, состоящий из нанотрубок, композита и кремниевой подложки. Его толщина - всего несколько нанометеров. Естественно, память, изготовленная на основе нанобутерброда будет гораздо более миниатюрной, чем современные аналоги.

Дай и Лу провели ряд исследований, которые позволили получить информацию о электронных характеристиках нового устройства. В первую очередь, это емкость ячейки - то, как долго она может хранить без утечек электрический заряд. Ученые провели ряд замеров - от нескольких секунд до часов. Как выяснилось, устройство плохо держит краткосрочно полученные заряды, и гораздо лучше полученные при длительном заряде ячеек. При слабой зарядке "окно памяти" (порог напряжения, при котором информация хранится) становится более узким, что нежелательно для памяти этого типа. Однако, при более длительной зарядке, "окно памяти" держится на уровне 0.5 В.

"Мы уверены, что у нас получится создать память с более широким окном памяти, что сделает новый тип Flash-памяти коммерчески возможным продуктом", - говорит Дай.

Источник: Nanotechnology News Network

©РАН 2020