Brug af data til at tømme dit batteri? Lille enhed til at fremskynde hukommelsen og samtidig spare strøm

Jo flere objekter vi gør "smarte, "fra ure til hele bygninger, jo større behov er det for disse enheder at gemme og hente enorme mængder data hurtigt uden at forbruge for meget strøm.

Millioner af nye hukommelsesceller kunne være en del af en computerchip og give den hastighed og energibesparelser, takket være opdagelsen af ​​en tidligere uobserveret funktionalitet i et materiale kaldet molybdæn ditellurid.

Det todimensionale materiale stabler i flere lag for at bygge en hukommelsescelle. Forskere ved Purdue University konstruerede denne enhed i samarbejde med National Institute of Standards and Technology (NIST) og Theiss Research Inc. Deres arbejde fremgår af et online udgave af Naturmaterialer .

Chip-maker virksomheder har længe efterlyst bedre hukommelsesteknologier for at muliggøre et voksende netværk af smarte enheder. En af disse næste generations muligheder er resistiv random access-hukommelse, eller RRAM for kort.

I RRAM, en elektrisk strøm drives typisk gennem en hukommelsescelle, der består af stablede materialer, skaber en ændring i modstand, der registrerer data som 0s og 1s i hukommelsen. Sekvensen af ​​0'er og 1'er blandt hukommelsesceller identificerer oplysninger, som en computer læser for at udføre en funktion og derefter gemmer i hukommelsen igen.

Et materiale skulle være robust nok til at lagre og hente data mindst billioner gange, men materialer, der i øjeblikket bruges, har været for upålidelige. Så RRAM har endnu ikke været tilgængelig til stor brug på computerchips.

Molybdæn ditellurid kan potentielt vare gennem alle disse cyklusser.

"Vi har endnu ikke undersøgt systemtræthed ved hjælp af dette nye materiale, men vores håb er, at det er både hurtigere og mere pålideligt end andre tilgange på grund af den unikke koblingsmekanisme, vi har observeret, "Joerg Appenzeller, Purdue Universitets Barry M. og Patricia L. Epstein Professor i elektrisk og computerteknik og den videnskabelige direktør for nanoelektronik ved Birck Nanotechnology Center.

Molybdæn ditellurid tillader et system at skifte hurtigere mellem 0 og 1, potentielt øger hastigheden for lagring og hentning af information. Dette skyldes, at når et elektrisk felt påføres cellen, atomer forskydes med en lille afstand, resulterer i en tilstand af høj modstand, noteret som 0, eller en tilstand med lav modstand, noteret som 1, som kan forekomme meget hurtigere end at skifte til konventionelle RRAM -enheder.

"Fordi der kræves mindre strøm for at disse resistive tilstande kan ændre sig, et batteri kan holde længere "Sagde Appenzeller.

I en computerchip, hver hukommelsescelle ville være placeret i skæringspunktet mellem ledninger, danner et hukommelsesarray kaldet cross-point RRAM.

Appenzellers laboratorium ønsker at undersøge opbygningen af ​​en stablet hukommelsescelle, der også indeholder de andre hovedkomponenter i en computerchip:"logik, "der behandler data, og "sammenkoblinger, "ledninger, der overfører elektriske signaler, ved at anvende et bibliotek med nye elektroniske materialer fremstillet i NIST.

"Logik og sammenkoblinger tømmer også batteriet, så fordelen ved en helt todimensionel arkitektur er mere funktionalitet inden for et lille rum og bedre kommunikation mellem hukommelse og logik, "Sagde Appenzeller.

To amerikanske patentansøgninger er blevet indgivet for denne teknologi via Purdue Office of Technology Commercialization.