Группа исследователей Rice University (Техас, США) обнаружила, что полоска графита толщиной всего в 10 атомов может служить основным элементом для нового типа памяти мини размеров, но огромной емкости.

Результаты исследований опубликованы в интернет-издании журнала Nature Materials (Electronic two-terminal bistable graphitic memories,– Yubao Li, Alexander Sinitskii & James M. Tour,– Nature Materials 7, 966 – 971 (2008). Published online: 16 November 2008 | doi:10.1038/nmat2331). Авторы, работающие под руководством проф. Джеймса Тура (James Tour), описывают твердотельное устройство, которое использует проводящие свойства графена и имеет множество преимуществ по сравнению с существующими устройствами флеш-памяти и им подобными.

Джеймс Тур – проф. химии, материаловедения и информационных технологий

Графеновое запоминающее устройство (ЗУ) может увеличить в пять раз объем памяти в двумерной матрице, поскольку одиночные биты могут быть сделаны по размеру меньше 10 нм (сегодня во флеш-памяти используют 45-нанометровые схемные технологии. Кроме того, новые переключатели могут иметь два контакта, а не три, как это сегодня используется в подобных чипах. Двух контактное устройство делает трехмерную память более практичной, поскольку дает возможность послойного наращивания графеновых матриц, что соответственно увеличивает объем памяти с каждым слоем.

Будучи фактически механическим устройством, графеновые чипы практически не будут потреблять энергии для поддержания данных- почти также, как электронные книги (Электронная книга «E-book device» – общее название группы узкоспециализированных компактных устройств, предназначенных для отображения текстовой информации, представленной в электронном виде).

Графеновая память выделяет крайне мало тепла сама по себе и не зависит от изменений температуры внешней среды. Испытания в широком температурном диапазоне – от минус 75 до более, чем плюс 200 градусов Цельсия не показали каких-либо изменений функциональности. Это обстоятельство позволяет использовать графеновые ЗУ в непосредственной близости от процессоров, нагревающихся до высоких температур. Поскольку испытания показывают также и устойчивость графеновых ЗУ к радиации, то весьма перспективным становится и их использование в экстремальных условиях.

Дополнительные испытания показали, что графеновые затворы обладают высокой надежностью- после 20 тыс. циклов не обнаружено снижения быстродействия (следует отметить, что быстродействие графеновых устройств в экспериментах было выше, чем лабораторные средства могли замерить, поэтому параметры надежности нуждаются в проверке). Предполагается, что ресурс графеновых ЗУ может быть очень велик.

Очевидным достоинством новых устройств является то, что материал для их изготовления сегодня достаточно широко известен, являясь одной из разновидностей углерода; его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла.

Предлагаемая технология уже привлекла к себе внимание промышленности. Группа проф. Тура разрабатывает промышленную версию технологии, одним из вариантов которой является химическое напыление в вакууме слоя графена на кремниевую или иную подложку. Другой вариант технологии предполагает выращивание графенового слоя прямо на месте.

Евгений Биргер