Ditellurek molibdenu najlepszym materiałem na pamięci ReRAM

Materiały 2D, pamięci ReRAM - wszystko to może brzmieć jak z filmu science - fiction. Pamiętam jednak doskonale czasy, kiedy półprzewodniki i PC wydawały się taką samą abstrakcją. Warto więc czasem posłuchać jaka przyszłość komputerowych podzespołów wyłania się z naukowych laboratoriów. O materiałach 2D wiemy już sporo, wciąż jednak szukamy optymalnych do wykorzystania choćby w pamięciach czy procesorach. Tym razem inżynierowie z amerykańskiego Uniwersytetu Purdue pod lupę wzięli ditellurek molibdenu (MoTe2) czyli związek z grupy tak zwanych dichalkogenków metali przejściowych. O tych ostatnich czytelnicy purepc.pl mieli okazję już czytać na łamach naszego portalu.

Ditellurek molibdenu dzięki swoim właściwościom, pozwala systemowi szybciej przełączać się pomiędzy 0 a 1, potencjalnie zwiększając szybkość przechowywania i wyszukiwania informacji.

Im więcej elektroniki wokół nas tym większe jest zapotrzebowanie tych urządzeń na szybkie przechowywanie i pobieranie ogromnych ilości danych bez zużywania zbyt dużej ilości energii. A pamięci i miejsca na danych potrzebują już nie tylko komputery, bazy danych czy smartfony, ale także zegarki, samochody czy nawet całe budynki. Od dawna poszukuje się więc technologii, aby umożliwić rozwój potężnych komputerów i rosnącej sieci inteligentnych urządzeń. Jedną z możliwości następnej generacji są rezystywne pamięci RAM - Resistive random-access memory (ReRAM lub RRAM). ReRAM ma być pamięcią uniwersalną - łączącą w sobie szybkość działania RAM i możliwości zapisu oraz pojemności pamięci Flash. ReRAM jest obecnie rozwijany przez wiele firm. Wśród licznych zalet nowej pamięci jest jej wytrzymałość - około milion cykli zapisu i kasowania oraz zachowanie integracji danych przez 10 lat po odłączeniu od zasilania. Czas reakcji podczas odczytu może być mniejszy niż 10 ns.

Przejściowy metal dwuchalkogenowy przyszłością komputerów

Aby jednak stworzyć ReRAM, użyty materiał powinien być wystarczająco wytrzymały, by obsłużyć pamięć i odzyskać dane milion razy. Naukowcy z Purdue University we współpracy z National Institute of Standards and Technology (NIST) po licznych badaniach stwierdzili, że najbardziej wytrzymałym materiałem i najłatwiejszym w produkcji ReRAM będzie ditellurek molibdenu. Dwuwymiarowy materiał - w tym przypadku MoTe2 - układa się w wiele warstw, aby zbudować komórkę pamięci. W ReRAM, komórka pamięci składa się własnie z takiego z ułożonego w stos materiału. Zasilanie prądem elektrycznym przez komórkę pamięci powoduje zmianę rezystancji, która jest następnie wykorzystywana do zapisywania danych jako 0 i 1 w pamięci. Ditellurek molibdenu dzięki swoim właściwościom, pozwala systemowi szybciej przełączać się pomiędzy 0 a 1, potencjalnie zwiększając szybkość przechowywania i wyszukiwania informacji. Dzieje się tak dlatego, że w komórce pod wpływem pola elektrycznego, atomy są przemieszczane na niewielką odległość, co powoduje stan wysokiej rezystancji, oznaczony jako 0, lub stan niskiej rezystancji, oznaczony jako 1, który może wystąpić znacznie szybciej niż przełączanie w konwencjonalnych urządzeniach RRAM. Ponieważ te stany rezystancyjne wymagają mniej mocy niż inne rozwiązania, bateria w urządzeniu będzie mogła działać znacznie dłużej.