Nanografen ladningsfangende hukommelse kunne miniaturisere flash yderligere

(Phys.org)—Flash-hukommelse—datalagringsmetoden, der ofte bruges i telefoner, computere, og andre enheder – miniaturiseres løbende for at forbedre enhedens ydeevne. I et forsøg på at reducere den kortslutning, der ofte opstår, når hukommelsesceller bliver mindre og tættere pakket, forskere har undersøgt grafenbaseret ladningsfangsthukommelse som et alternativ til den traditionelle flydende porthukommelse. Nu i et nyt blad, forskere har udviklet en nanografen-baseret opladningshukommelse, der viser nogle af de bedste ydelsesstatistikker for enhver sådan enhed, der er rapporteret til dato.

Forskerne, ledet af Dongxia Shi og Guangyu Zhang ved det kinesiske videnskabsakademi i Beijing (Zhang er også hos Collaborative Innovation Center of Quantum Matter i Beijing), har udgivet et papir om den nye hukommelsesenhed i en nylig udgave af Nanoteknologi .

"Som vi alle ved, vi er i en tid med informationseksplosion, "Jianling Meng, fra det kinesiske videnskabsakademi og første forfatter af papiret, fortalte Phys.org . "For at forbedre datalagring, det er nødvendigt at mindske fodaftrykket af en enkelt node for at opnå en høj tæthed af datalagring. Dermed, det er et forskningsmæssigt hot point at blive ved med at skrumpe flash-hukommelser. Den største fordel for telefoner og computere med mindre flash-hukommelser er en større lagerkapacitet. Også, mindre flashhukommelser kan forbedre programmeringen/slettehastigheden af ​​dataene."

Generelt, krympning af den konventionelle flydende gate-hukommelsescelle er problematisk, fordi det forårsager kortslutninger. Dette sker, fordi de flydende porte, hvor elektronerne er lagret, er ledere, og så kan elektroner nemt flyde mellem dem, når de små celler er for tæt på hinanden. En fordel ved ladningsfangende hukommelse er, at det ladningsfangende lag, hvor elektronerne er lagret, er en isolator, så krympning af disse celler forårsager ikke kortslutninger i nær så høj grad, som det gør i flydende gate-hukommelsesceller.

I en ladningsfangende hukommelse, elektroner og andre ladningsbærere er lagret (eller "fanget") i små defekter i grafen, som forskerne kalder "nanographene-øer". Jo flere nanografenøer, jo mere ladning, der kan opbevares, hvilket resulterer i en højere hukommelseskapacitet.

I den nye undersøgelse, forskerne udviklede en metode til fremstilling af nanografen med en densitet anslået til mere end en billion (10 ¹² ) nanografenøer pr. kvadratcentimeter. Deres strategi anvender en teknik kaldet plasma -ætsning til at skabe et stort antal defekter samt udvidede defekter langs kanterne af hovedfejlene.

Det store antal ladningsopsamlingssteder, der blev leveret af fejlene, gjorde det muligt for forskerne at fremstille en hukommelsesenhed med en meget konkurrencedygtig hukommelsesydelse. Et mål for stor kapacitans er et stort hukommelsesvindue, hvilket indikerer, at et stort antal ladningsbærere er blevet fanget. Test her afslørede, at den nye hukommelse har det hidtil største hukommelsesvindue (9 volt) rapporteret til dato for en grafen-baseret ladningsfangende hukommelse. Ud over, dette store hukommelsesvindue blev opretholdt selv efter 1, 000 programmer/slette cyklusser.

Samlet set, forskerne håber, at denne hukommelse med høj tæthed vil give en vej mod at krympe flash-hukommelse til endnu mindre skalaer.

"Vores fremtidige forskningsplan på dette område er at realisere et fodaftryk så lille som spidsen af ​​et atomkraftmikroskop, " sagde Meng.

© 2015 Phys.org