Selvsamlede nanostrukturer muliggør en faseskiftehukommelse med lav effekt til mobile elektroniske enheder

Ikke-flygtig hukommelse, der kan gemme data, selv når den ikke er strømforsynet, bruges i øjeblikket til bærbar elektronik såsom smartphones, tabletter, og bærbare computere. Flash-hukommelse er en dominerende teknologi på dette område, men dens langsomme skrive- og slettehastighed har ført til omfattende forskning i en næste generation af ikke-flygtig hukommelse kaldet Phase-Change Random Access Memory (PRAM), da PRAMs driftshastighed er 1, 000 gange hurtigere end flash-hukommelsen.

PRAM bruger reversible faseændringer mellem den krystallinske (lav modstand) og amorfe (høj modstand) tilstand af chalcogenidmaterialer, som svarer til data "0" og "1, " hhv. Selvom PRAM er blevet delvist kommercialiseret op til 512 Mb af Samsung Electronics Co., Ltd., dens skrivestrøm bør reduceres med mindst en tredjedel af dets nuværende niveau til masseproduktion af mobile elektronikapplikationer.

Et team af professorer Keon Jae Lee og Yeon Sik Jung i Institut for Materialevidenskab og Teknik ved KAIST har udviklet faseskiftehukommelse med lavt strømforbrug (under 1/20 af dets nuværende niveau) ved at anvende selvsamlet blokcopolymer (BCP) ) silica nanostrukturer. Deres arbejde blev udgivet under titlen "Self-Assembled Incorporation of Modulated Block Copolymer Nanostructures in Phase-Change Memory for Switching Power Reduction" i marts-udgaven af ACS Nano .

BCP er blandingen af ​​to forskellige polymermaterialer, som nemt kan skabe selvordnede arrays af sub-20 nm funktioner gennem simpel spin-coating og plasmabehandlinger. PRAM kan sænke strømforbruget ved at gøre kontaktarealet mindre mellem varmelaget og faseændringsmaterialer. Professor Lees team reducerede med succes størrelsen af ​​kontaktområdet og niveauet af strømforbrug ved at inkorporere selvsamlede silica nanostrukturer oven på konventionelle faseændringsmaterialer. Interessant nok, disse selvsamlede nanomaterialer er i stand til at reducere strøm meget mere end forventet med lokaliserede nano-switch-mekanismer.

Professor Keun-Jae Lee sagde, "Dette er et meget godt eksempel, der samles selv, bottom-up nanoteknologi kan faktisk forbedre ydeevnen af ​​elektroniske enheder. Vi opnåede også en betydelig effektreduktion gennem en simpel proces, der er kompatibel med konventionelle enhedsstrukturer og eksisterende litografiværktøjer."

Forskerholdet undersøger i øjeblikket selvsamlede BCP-applikationer til resistiv random access memory og fleksible elektroniske enheder.