Прозрачная гибкая SiOx-графен память: скачок за обычную Flash

Устройства памяти

Современные компьютеры и широкий спектр электронных гаджетов зависят от надежного хранения цифровых данных, которые управляют поведением схем. Память следующего поколения — такая как нанотрубчатая память, молекулярная электроника и TiO₂-базированные мемристоры — обещают значительные приросты производительности.

Прозрачная память

Прозрачная электронная память открывает новые возможности для интегрированных прозрачных дисплеев и умных фасадов зданий. Однако достижение полной прозрачности ограничивает выбор материалов и может деградировать производительность устройства.

Наше исследование демонстрирует метод фabрикации высокопрозрачной, невиолатильной двухконтактной памяти с использованием оксида кремния (SiOx) как активного слоя и либо индия-оловянного оксида (ITO), либо графена как электродов. Эти устройства могут быть интегрированы в перекрестные массивы на стекле или гибких прозрачных субстратах, обеспечивая высокоплотную память в трехмерных архитектурах.

Принцип

Работа памяти опирается на создание суб-5-нм кремниевых каналов внутри SiOx, когда сильное электрическое поле удаляет атомы кислорода. Полученные проводящие филаменты обеспечивают стабильное невиолатильное состояние, сохраняющееся при масштабировании устройства с постоянными уровнями тока.

Результаты Райсовского университета

Исследователи Райсовского университета сконструировали полностью прозрачные гибкие чипы памяти, стакающиеся вертикально и крепящиеся к полимерным или стеклянным подложкам. Используя коммутаторное поведение SiOx и проводимость графена, устройства не требуют металлической проводки кроме внешних контактов. Графен используется для входных и выходных электродов на пластике, в то время как ITO служит входным электродом на стекле с графеном сверху.

Применения

Прозрачная память предлагает явные преимущества перед обычной Flash, которую нельзя интегрировать в прозрачные поверхности и которая борется на гибких субстратах. Технология прокладывает путь к ультракомпактной высокоплотной памяти, превосходящей 22-нм узел современной электроники, используя 5-нм каналы, выходящие за закон Мура.

В комбинации с графеном эти памяти выдерживают экстремальные условия — излучение, температуры до 1300 °F — и поддерживают быстрое масштабирование мощности, потенциально удваивая плотность вычислений каждые два года. Возможные потребительские продукты включают прозрачные смартфоны и умные строительные панели.