Создана самая маленькая в мире атомная единица памяти

Два года назад исследователи из Техасского университета в Остине в сотрудничестве с китайскими учеными из Пекинского университета разработали сверхтонкое устройство высокоемкой памяти толщиной в один атом, названное ими «атомристором», передает ria.ru

В новой статье американские физики вместе с коллегами из Великобритании и Тайваня описывают еще более компактную разработку — самое миниатюрное из известных запоминающих устройств площадью всего в один квадратный нанометр. В процессе исследования авторы также выяснили физическую динамику, которая открывает возможности плотного хранения памяти для этих крошечных устройств.

Уменьшение размеров микросхем снижает их потребность в энергии и увеличивает емкость, что означает мощность и удобство. Более быстрые и умные процессоры позволяют создать более компактные компьютеры и смартфоны.

В качестве основного наноматериала, в котором были созданы дефекты — дыры, или вакансии, служащие ключом для хранения информации высокой плотности, ученые использовали атомный слой дисульфида молибдена. Но авторы считают, что их открытие можно с тем же успехом применить к сотням других атомарно связанных тонких материалов.

«Когда еще один атом металла входит в наноразмерную дыру и заполняет ее, он передает часть своей проводимости материалу, и это приводит к изменению или накоплению памяти, — приводятся в пресс-релизе Техасского университета слова руководителя исследования Деджи Акинванде (Deji Akinwande), профессора кафедры электротехники и вычислительной техники. — Священный Грааль науки — снижение масштабирования до уровня, когда один атом управляет функцией памяти, и это то, чего мы достигли в новом исследовании».

Новое устройство относится к категории мемристоров — микроэлектронных элементов, способных изменять свое сопротивление в зависимости от протекшего через них заряда. При этом оно не нуждается в третьем выводе в центре, известном как затвор.

Эта версия мемристора, разработанная с использованием новейшего оборудования Окриджской национальной лаборатории, позволяет достичь емкости около 25 терабит на квадратный сантиметр, что на два порядка выше плотности памяти, обеспечиваемой самыми мощными устройствами флеш-памяти, имеющимися в продаже сегодня. Это значит, что девайсы на его основе будут меньше по размеру и иметь большую емкость.

«Результаты, полученные в этой работе, открывают путь для разработки приложений будущего поколения, таких как сверхплотное хранение, нейроморфные вычислительные системы, системы радиочастотной связи и многое другое», — говорит еще один автор исследования Пани Варанаси (Pani Varanasi), менеджер программ Исследовательского управления армии США (ARO), финансировавшего это исследование.

Другим уникальным приложением для атомристоров будет использование их в качестве сверхэкономичных и самых миниатюрных из существующих радиочастотных коммутаторов. В этой роли они смогут значительно увеличить срок автономной работы портативных устройств с беспроводным подключением, таких как планшеты и смартфоны.