Наноструктуры позволяют снизить потребление энергии в памяти с фазовым переходом

Энергонезависимая память, которая может хранить данные при отключении источника питания, используется в настоящее время в портативных системах, таких как смартфоны, планшеты и ноутбуки. Флэш-память является основной технологией в данной области, однако ее низкая скорость записи и стирания привела к обширному исследованию энергонезависимой памяти нового поколения под названием Оперативное Запоминающее Устройство с Фазовым переходом (PRAM), поскольку быстродействие PRAM в 1000 раз выше, чем у обычной флэш-памяти.

PRAM использует обратные фазовые изменения между кристаллическим (низкое сопротивление) и аморфным (высокое сопротивление) состоянием халькогенидных материалов, которые соответствуют логическому нулю «0» и логической единице «1» соответственно. Хотя PRAM частично используется в модулях до 512 Мб компанией Samsung Electronics Co., Ltd., ее скорость чтения должна быть уменьшена, по крайней мере, на одну треть от текущего уровня для массового производства в применениях мобильных устройств.

Команда профессора Кеон Джае Лии (Keon Jae Lee) и Йон Сик Джунга (Yeon Sik Jung) в Департаменте Материаловедения и Инжиниринга при Корейском институте науки и технологии (KAIST) разработала память с фазовым переходом с низкой мощностью потребления (ниже на 1/20 от существующего уровня) путем применения самоорганизующихся блок сополимеров (BCP) наноструктур оксида кремния. Их работа опубликована под названием «Self-Assembled Incorporation of Modulated Block Copolymer Nanostructures in Phase-Change Memory for Switching Power Reduction» в мартовском выпуске журнала ACS Nano, ежемесячном научном журнале с возможностью рецензирования.

BCP – это смесь двух различных полимерных материалов, которые могут легко образовывать самоупорядоченные массивы с субструктурой блоков 20 нм путем создания покрытия методом центрифугирования и обработки плазмой. PRAM может снизить коммутируемое потребление энергии путем создания контактной зоны более меньшего размера между уровнем нагревания и фазовым переходом материалов. Команда профессора Лии успешно снизила размер контактной зоны и понизила уровень потребления энергии путем встраивания самоорганизующихся наноструктур оксида кремния наверху стандартных материалов с фазовым переходом. Самое интересное, что самоорганизующиеся наноматериалы способны снижать энергопотребление больше чем ожидалось с локализированным нано механизмом переключения.

Профессор Кеон Джае Лии сказал, «Это хороший пример, что самоорганизующиеся, восходящие нанотехнологии могут фактически увеличить производительность электронных устройств. Мы также достигли значительного снижения потребления энергии путем простого процесса, который совместим со стандартными структурами устройств и существующим литографическим оборудованием».

В настоящее время команда исследователей изучает самоорганизующиеся BCP применения для резистивного оперативного запоминающего устройства и гибких электронных устройств.

Источник новости