Инженеры из Университета Райса (США) создали элемент памяти на основе оксида кремния SiO_х.

Разрабатывая новый тип элемента, учёные ориентировались на результаты экспериментов, проведённых в прошлом году: тогда им удалось сконструировать запоминающее устройство с использованием 10-нанометровых графитовых полосок, которые разрывались и снова соединялись под действием тока. Исследователи довольно долго пытались улучшить свойства схемы, пробуя заменять графит другими материалами, но особого успеха не добились.

Как оказалось, подобная схема легко обходится вообще без металлов и углеродных материалов. Новый вариант элемента памяти представляет собой трёхслойную структуру, в центре которой находится диэлектрик (оксид кремния), а по краям — полупроводящие пластины поликристаллического кремния, которые служат электродами. При пропускании электрического тока между ними в слое SiOх образуется проводящая цепочка нанокристаллов кремния, которая также может разрываться и воссоединяться, демонстрируя свойства переключателя. Размер нанокристаллов — около 5 нм.

Рис. 1. Массив из тысячи элементов на базе оксида кремния (иллюстрация Jun Yao / Rice University).

Основное преимущество этой схемы — её простота», — говорит один из авторов Джеймс Тур (James Tour).

Получаемый элемент энергонезависимой памяти имеет, к примеру, всего два вывода, а не три, поскольку ему не приходится хранить заряд; кроме того, такие элементы вполне можно организовать в трёхмерный массив.

Изготовленный в партнёрстве с компанией PrivaTran опытный образец микросхемы памяти, содержащей 1 000 отдельных ячеек на базе оксида кремния, уже проходит испытания. Как сообщается, элементы демонстрируют быстрое переключение (менее 100 нс) и хороший ресурс (10 000 циклов записи и стирания). Они также должны выдерживать воздействие ионизирующего излучения, что позволит использовать их в системах военного и космического назначения.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nano Letters.

По материалам: