Graphene quantum dot flash-hukommelser ser lovende ud til datalagring

(Phys.org) — Nutidens kommercielle flashhukommelser gemmer normalt data som elektrisk ladning i polysiliciumlag. Fordi polysilicium er et enkelt kontinuerligt materiale, defekter i materialet kan forstyrre den ønskede ladningsbevægelse, som kan begrænse dataopbevaring og tæthed.

For at overvinde dette problem, forskere har for nylig arbejdet på at opbevare ladning i diskrete ladningsfælder, såsom nanokrystaller, i stedet for polysiliciumlag. Da diskrete ladningsfældematerialer har den fordel at forhindre uønsket ladningsbevægelse som følge af deres lavere følsomhed over for lokale defekter, de giver mulighed for flash-hukommelser med høj tæthed.

Nu i en ny undersøgelse, forskere har brugt grafen kvanteprikker i stedet for nanokrystaller som det diskrete ladningsfældemateriale. Forskerne, Soong Sin Joo, et al., på Kyung Hee University og Samsung Electronics, både i Yongin, Sydkorea, har udgivet deres papir om grafen kvantepunkt flash-hukommelser i et nyligt nummer af Nanoteknologi .

Selvom grafen generelt er kendt som et attraktivt materiale til næste generations elektronik og fotonik på grund af dets unikke egenskaber, udviklingen af ​​grafenhukommelsesenheder er stadig på et tidligt stadie. Især grafen kvanteprikker er meget nye materialer. Som stumper af grafen udvundet fra bulkkulstof, grafen kvanteprikker kan konstrueres med specifikke elektroniske og optiske egenskaber til forskellige formål.

Her, forskerne forberedte grafen kvanteprikker i tre forskellige størrelser (6, 12, og 27 nm diametre) mellem siliciumdioxidlag. Forskerne fandt ud af, at prikkernes hukommelsesegenskaber varierer afhængigt af deres størrelse. For eksempel, mens 12-nm-punkterne udviser den højeste programhastighed, 27-nm-punkterne udviser den højeste slettehastighed, samt den højeste stabilitet.

"Dette er den første rapport om ikke-flygtige flashhukommelser med ladningsfælde lavet ved at anvende strukturelt karakteriserede kvanteprikker af grafen, selvom deres ikke-flygtige hukommelsesegenskaber i øjeblikket er under den kommercielle standard, " fortalte medforfatter Suk-Ho Choi ved Kyung Hee University Phys.org . "Rent faktisk, dette er første vellykkede anvendelse af grafen kvanteprikker i praktiske enheder, herunder elektroniske og optiske enheder, så vidt jeg ved, selvom der er mange rapporter om fysiske og kemiske karakteriseringer af grafen kvanteprikker."

Som flash-hukommelsesenheder i deres tidlige udviklingsstadier, graphene quantum dot memorys demonstrerer en lovende præstation, med en elektrontæthed, der kan sammenlignes med hukommelsesenheder baseret på halvleder- og metalnanokrystaller. Forskerne håber, at fremtidige forbedringer af enhederne vil føre til forbedret ydeevne og nye applikationer.

"Hvis fleksible dielektriske stoffer (isolatorer) bruges i stedet for siliciumdioxider som tunnel- og kontrolbarrierer på plastiksubstrater, så kan de bruges i fleksible (eller bærbare) elektroniske enheder, " sagde Choi. "Metalnanopartikler tilbyder også flere fordele, der ligner grafen kvanteprikker, såsom højere tæthed af stater, fleksibilitet i valg af arbejdsfunktion, etc., til charge-trap flash ikke-flygtige hukommelser, men kan potentielt forringe enhedens ydeevne på grund af deres termiske ustabilitet og er ikke nyttige til gennemsigtig og fleksibel elektronik og fotonik."

© 2014 Phys.org