Учёные из Южной Кореи и США представили простой в изготовлении и надёжный элемент энергонезависимой резистивной памяти, который можно располагать на гибкой подложке.

В будущем резистивная память, как ожидается, станет серьёзным конкурентом традиционных «зарядовых» устройств — к примеру, DRAM или флеш-памяти. Элементы с требуемыми свойствами уже конструировали на базе халькогенидов, аморфного кремния, оксидов переходных металлов (NiO, TiO₂, ZnO), наночастиц Fe₃O₄ и некоторых других материалов. Большую известность приобрели мемристоры, созданные в 2008 году специалистами НР с использованием диоксида титана.

В устройстве НР два массива параллельных проводников, ориентированные перпендикулярно друг другу, разделяются тонким слоем TiO₂. Новый элемент в целом повторяет эту конструкцию, но между алюминиевыми проводниками находится не TiO₂, а оксид графена.

Рис. 1. Схема расположения алюминиевых электродов и характеристики полученных устройств. Слева — изменение сопротивления после многократного сгибания элементов, справа — изменение сопротивления со временем. СВС, СНС — состояния высокого и низкого сопротивления. (Иллюстрации из журнала Nano Letters).

При создании опытных образцов авторы подготавливали оксид графита, а затем путём обработки ультразвуком в воде получали оксид графена. На гибкой подложке из полиэфирсульфона располагались алюминиевые проводники шириной 50 мкм и толщиной 70 нм, которые покрывались слоем оксида толщиной около 15 нм. Сверху наносился аналогичный первому массив алюминиевых электродов, формировавших 25 отдельных устройств в местах наложения проводников из верхнего и нижнего слоёв.

По своим размерам элементы на порядки превосходят мемристоры НР, но авторы не считают этот недостаток критическим и рассчитывают на то, что производителей привлечёт невысокая стоимость и гибкость устройств. Графеновые элементы продемонстрировали возможность 100 тысяч раз переходить из одного состояния в другое (то есть резко изменять сопротивление) при переключающем напряжении в ~2,5 В; число таких циклов, как предполагается, можно будет довести и до одного миллиона. Эксперименты по оценке времени хранения останавливались на отметке в 10⁵ с (около 27 часов), но исследователи уверяют, что первые образцы, изготовленные в сентябре прошлого года, до сих пор сохраняют заданное состояние. Устройства также легко выдержали тысячу циклов сгибания.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Hu Young Jeong, Jong Yun Kim, Jeong Won Kim, Jin Ok Hwang, Ji-Eun Kim, Jeong Yong Lee, Tae Hyun Yoon§, Byung Jin Cho, Sang Ouk Kim†, Rodney S. Ruoff, and Sung-Yool Choi Graphene Oxide Thin Films for Flexible Nonvolatile Memory Applications – Nano Lett. – Article ASAP. – DOI: 10.1021/nl101902k.

По материалам: