Fantastisk flashhukommelse kombinerer grafen og molybdenit

Schweiziske forskere har kombineret to materialer med fordelagtige elektroniske egenskaber - grafen og molybdenit - til en flash -hukommelsesprototype, der er meget lovende med hensyn til ydeevne, størrelse, fleksibilitet og energiforbrug.

Efter molybdenitchippen, vi har nu molybdenit flash -hukommelse, et betydeligt skridt fremad i brugen af ​​dette nye materiale i elektronikapplikationer. Nyhederne er endnu mere imponerende, fordi forskere fra EPFL's Laboratory of Nanometer Electronics and Structures (LANES) kom med en virkelig original idé:de kombinerede fordelene ved dette halvledende materiale med fordelene ved et andet fantastisk materiale - grafen. Resultaterne af deres forskning er for nylig blevet offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano .

To år siden, LANES -teamet afslørede de lovende elektroniske egenskaber ved molybdenit (MoS2), et mineral, der er meget rigeligt i naturen. Flere måneder senere, de demonstrerede muligheden for at bygge en effektiv molybdenitchip. I dag, de er stadig gået længere ved at bruge det til at udvikle en flash -hukommelsesprototype - det vil sige en celle, der ikke kun kan gemme data, men også vedligeholde den i fravær af elektricitet. Dette er den slags hukommelse, der bruges i digitale enheder såsom kameraer, telefoner, bærbare computere, printere, og USB nøgler.

Et ideelt "energibånd"

"For vores hukommelsesmodel, vi kombinerede de unikke elektroniske egenskaber ved MoS2 med grafens fantastiske ledningsevne, "forklarer Andras Kis, forfatter af undersøgelsen og direktør for LANES.

Molybdenit og grafen har mange ting tilfælles. Begge forventes at overgå de fysiske begrænsninger for vores nuværende siliciumchips og elektroniske transistorer. Deres todimensionale kemiske struktur-det faktum, at de består af et lag, der kun er et enkelt atom tykt-giver dem et stort potentiale for miniaturisering og mekanisk fleksibilitet.

Selvom grafen er en bedre leder, molybdenit har fordelagtige halvledende egenskaber. MoS2 har et ideelt "energibånd" i sin elektroniske struktur, som grafen ikke gør. Dette gør det muligt at skifte meget let fra en "til" til en "slukket" tilstand, og dermed bruge mindre strøm. Brugt sammen, de to materialer kan således kombinere deres unikke fordele.

Som en sandwich

Transistorprototypen udviklet af LANES blev designet ved hjælp af "felteffekt" -geometri, lidt som en sandwich. I midten, i stedet for silicium, et tyndt lag MoS2 -kanaler elektroner. Under, elektroderne, der sender elektricitet til MoS2 -laget, er lavet af grafen. Og oven på, forskerne inkluderede også et element bestående af flere lag grafen; dette fanger elektrisk ladning og gemmer dermed hukommelse.

"Kombinationen af ​​disse to materialer gjorde det muligt for os at gøre store fremskridt inden for miniaturisering, og også ved hjælp af disse transistorer kan vi lave fleksible nanoelektroniske enheder, "forklarer Kis. Prototypen gemmer lidt hukommelse, bare som en traditionel celle. Men ifølge forskeren, fordi molybdenit er tyndere end silicium og dermed mere følsom over for ladning, det giver et stort potentiale for mere effektiv datalagring.