Прозрачное «спрей» Цифровое хранилище служит шагом к печатной памяти
Комбинируя нанотехнологию с печатной электроникой, исследователи Duke создали «распылительную» память, которая могла бы обеспечить лучшие недорогие сенсорные технологии.
За последние несколько лет мы увидели введение IoT и множество исследований в области развития для гибкой и печатной электроники. Эти поля часто пересекаются с продолжающимися исследованиями в области памяти и сенсорных технологий. С расширением возможностей использования печатных технологий мы можем, наконец, увидеть новую эру в устройствах хранения данных.
Прямо на этих перекрестках находится Университет Дьюка, где исследователи разработали новое цифровое хранилище с «распылением», которое потенциально может привести к хранению устройств где угодно.
Построение устройства: нанопроволоки, наночастицы и полимеры
Новая технология «распыления» - это прозрачное цифровое запоминающее устройство, которое применяет слой нанопроволоки с покрытием из диоксида кремния, который был заключен в полимерную матрицу, используя только аэрозольный струйный принтер и чернила для наночастиц. Это первый случай, когда устройство памяти было полностью изготовлено путем печати, что не только удобно, но также имеет практическое применение в датчиках и RFID. Цифровая память также печатается при низких температурах, что позволяет использовать ее в гибкой программируемой электронике.
Печатное устройство (слева) и цепь, которую он использовал для управления, как описано ниже (справа). Все изображения используются любезно предоставлены Университетом Дьюка
«Память - это абстрактная вещь, но по существу это серия единиц и нулей, которые вы можете использовать для кодирования информации», - сказал Бенджамин Вили, один из авторов статьи и адъюнкт-профессор химии у герцога.
Основой печатных чернил является нанопроволочный материал из меди и кремния, который способен выполнять функции хранения цифровой информации. Эта технология немного отличается от наших обычно используемых устройств хранения данных тем, что вместо того, чтобы использовать заряд транзистора для регистрации нуля или единицы, он кодирует данные путем измерения состояний сопротивления.
Это измерение выполняется путем приложения небольшого количества напряжения к резистору, который может быть переходом между высоким сопротивлением, которое останавливает поток тока и низкое сопротивление, которое пропускает ток. В дополнение к этому комбинация полимера и нанопровода может быть растворена в метаноле, что позволяет получать жидкую форму, которую можно распылять на поверхности.
Устройство было создано с помощью наночастиц, сделанных из золота, для размещения золотых электродов на слайде. Следующим шагом было сложить материал медной памяти на золотых электродах, а затем окончательный слой медных электродов.
Смиренные начинания: четыре бита спрей-памяти в действии
Чтобы продемонстрировать, что устройство может сделать, исследователи использовали светодиодную ламповую схему, содержащую четыре светодиода, где каждый свет соответствовал бы высокому или низкому сопротивлению, которое можно было бы запрограммировать для отображения определенного обозначения.
Устройство, демонстрирующее 16 состояний, которое может быть достигнуто с использованием четырех бит памяти
Это была не первая попытка создания печатных цифровых запоминающих устройств, но она первой включает в себя жизненно важные свойства устройства, которые позволят практическое использование.
Вспышка на память способна достигать скорости записи всего в три микросекунды, что соперничает с нашими текущими скоростными скоростями флэш-памяти. К сожалению, память спрея способна хранить столько информации, сколько 4-битный диск, который будет обновлен в будущем.
Однако, хотя в настоящее время он способен хранить только небольшие объемы информации, память с распылением имеет одно большое преимущество перед нашими текущими системами памяти. Типичные устройства хранения данных будут деградировать примерно через пять лет, в то время как память распыления способна хранить данные более десяти лет без ухудшения, сохраняя при этом возможность перезаписи информации. Распылительная память все еще находится на ранних стадиях разработки, но дальнейшие исследования должны увеличить емкость хранилища и потенциально заменить жесткие диски в будущем.