Энергонезависимое сопротивление в атомах Тонкие мемристоры
Исследовательская группа с членами во всем мире создала то, что кажется первым рабочим атомически тонким мемристором.
В продолжающихся усилиях по созданию небольших и более мощных устройств инженеры надеялись на свои усилия в области развития на мультиинтегрированные наноразмерные компоненты и концепции. Одна из недавних областей разработки была в области энергонезависимого переключения сопротивления (NVRS), в частности, в атомарно тонких структурах, когда мы приближаемся к ограничениям текущего устройства.
Режимы нелетучего сопротивления отличаются от наших текущих летучих выключателей тем, что они способны иметь высокие и низкие модулированные состояния сопротивления, которые сохраняют свои значения сопротивления в отсутствие источника питания. Явление NVRS можно увидеть в нашей современной технологии мемристоров. Тем не менее, разработка в наномасштабе столкнулась с проблемами, связанными с утечкой тока, поскольку наши текущие устройства на основе оксида основаны на толщине атома.
В последнее время совместные усилия исследователей из университетов Китая и США дали то, что кажется рабочим тонким мемристором.
Решение проблем, связанных с Atom-масштабированием
В отличие от наших существующих кислородсодержащих мемристоров, исследователи смогли создать рабочий атомически тонкий мемристор или «атомист» из различных однослойных дихалькогенидов переходных металлов (TMD), которые не испытывали утечки тока.
Это явление считается важным прорывом, поскольку наши современные мембранные мембранные материалы сталкиваются с проблемами, которые препятствуют наномасштабной интеграции. По сути, эти атомисты имеют принципиальные отличия от наших текущих мемристоров, потому что им не хватает третьего измерения для перемещения атомов, например атомов кислорода в традиционных объемных мемристорах.
Открытие исследователей было относительно неожиданным в изучении монослоев ТВД, и аргументация, почему они работают, не совсем ясна. Члены исследовательской группы Deji Akinwande предположили, что существующие дефекты в атомарно тонкой кристаллической решетке движутся вокруг и имеют тенденцию к скоплению, когда через нее проходит напряжение определенной полярности. Этот эффект уменьшит сопротивление материала, а когда пройдёт противоположная полярность; дефекты будут рассеиваться, что приведет к увеличению сопротивления.
Изображение предоставлено Nano Letters
Исследовав это явление, исследователи также обнаружили, что он не является исключительным для дисульфида молибдена (MoS 2). Способность выполнять как 2D-мемристор, по-видимому, разделяется между большинством, если не всеми другими ТВД, так как каждый тестируемый ТМД работал как мемристор. Команда полагает, что технология может быть оптимизирована для создания продвинутых 3D-чипов путем разбиения массивов атомов на логические чипы.
«Явная плотность памяти, которая может быть сделана путем расслоения этих синтетических атомных листов друг на друга, в сочетании со встроенным транзисторным дизайном, означает, что мы можем сделать компьютеры, которые учатся и запоминают то же, что и наши мозги», - сказал Акинванд
Открытие 2D-мемристора расширило приложения из-за их размера и возможностей для интеграции. Одним из потенциальных приложений, которое в настоящее время исследуется, является способность ацетиристора функционировать как переключатель статической мощности с нулевой статикой. Команда смогла продемонстрировать однопользовательский коммутатор, работающий на частоте 50 ГГц с приемлемой потерей. С дальнейшим исследованием ацетиристорных радиочастотных переключателей; авторы считают, что они могут приблизиться к масштабу масштабирования достоинства до сотен THz за счет уменьшения площади устройства и компонентов.
Исследовательская группа работает с другими учеными и теоретиками для дальнейшего понимания процесса, который имеет место. Команда заявила, что они считают, что атомисты имеют коммерческую ценность, которые могут быть интегрированы в современные технологии, однако пока они не могут полностью оптимизировать технологию, пока не смогут понять уникальный процесс, который происходит в их атомистах. Оригинальную статью можно найти в журнале American Nano Letters.