Nanowire-målinger kan forbedre computerens hukommelse

(PhysOrg.com) -- En nylig undersøgelse ved National Institute of Standards and Technology kan have afsløret de optimale egenskaber for en ny type computerhukommelse, der nu er under udvikling. Arbejdet, udført i samarbejde med forskere fra George Mason University (GMU), har til formål at optimere nanotråd-baserede opladningsfangende hukommelsesenheder, potentielt belyse vejen til at skabe bærbare computere og mobiltelefoner, der kan fungere i dagevis mellem opladningssessioner.

Den spirende teknologi er baseret på silicium dannet til små ledninger, cirka 20 nanometer i diameter. Disse "nanotråde" danner grundlaget for hukommelse, der er ikke-flygtig, holder indholdet, selv mens strømmen er slukket – ligesom flashhukommelsen i USB-drev og mange mp3-afspillere. Sådanne nanowire-enheder bliver grundigt undersøgt som det mulige grundlag for næste generations computerhukommelse, fordi de holder løftet om at lagre information hurtigere og ved lavere spænding.

Nanowire-hukommelsesenheder har også en ekstra fordel i forhold til flash-hukommelse, som på trods af dens anvendelse er uegnet til en af ​​de mest afgørende hukommelsesbanker i en computer:den lokale cache-hukommelse i den centrale processor.

"Cachehukommelse gemmer informationen, som en mikroprocessor bruger til den opgave, der er umiddelbart ved hånden, " siger NIST-fysiker Curt Richter. "Den skal fungere meget hurtigt, og flash-hukommelse er bare ikke hurtig nok. Hvis vi kan finde en faste, ikke-flygtig form for hukommelse til at erstatte de chips, der i øjeblikket bruger som cachehukommelse, computerenheder kunne få endnu mere frihed fra strømudtag - og vi tror, ​​vi har fundet den bedste måde at hjælpe silicium nanotråde med at gøre jobbet."

Mens forskerholdet på ingen måde er den eneste laboratoriegruppe i verden, der arbejder på nanotråde, de udnyttede NISTs talenter ved måling til at bestemme den bedste måde at designe opladningsfangende hukommelsesenheder baseret på nanotråde, som skal være omgivet af tynde lag af materiale kaldet dielektriske stoffer, der lagrer elektrisk ladning. Ved at bruge en kombination af softwaremodellering og karakterisering af elektriske enheder, NIST- og GMU-teamet udforskede en bred vifte af strukturer til dielektrikkerne. Baseret på den forståelse, de opnåede, Richter siger, en optimal enhed kan designes.

"Disse resultater skaber en platform for eksperimentatorer over hele verden til yderligere at undersøge den nanowire-baserede tilgang til højtydende ikke-flygtig hukommelse, " siger Qiliang Li, adjunkt i elektro- og computerteknik ved GMU. "Vi er optimistiske, at nanotråd-baseret hukommelse nu er tættere på reel anvendelse."