Новые ячейки памяти, изготовленные из графеновой наноленты, были продемонстрированы исследователями из Германии, Швейцарии и Италии. Устройство мало, однако имеет очень большую плотность ячеек, намного большую, чем возможно достичь на базе кремниевых чипов.
Наиболее важным свойством чипов памяти является объем – емкость количество данных, которое можно в них разместить. Последние 20 лет плотность ячеек памяти на чипе растет экспоненциально, подчиняясь закону Мура. В свою очередь, плотность прямо зависит от размера ячейки. В этом отношении графен является многообещающим материалом благодаря своим исключительным электронным и механическим свойствам – он позволяет изготавливать устройства размером менее 10 нм.
Роман Сордан (Roman Sordan) из Миланского политехнического института и коллеги из Штутгарта и Лозанны изготовили 10-нанометровые ячейки памяти на базе графеновых нанолент – формы графена, имеющей наименьшие размеры площади. «В самом деле, площадь нашей новой ячейки памяти настолько мала, что обеспечивает очень высокую плотность, - комментирует разработку Сордан. – Таким образом, мы ожидаем, что чипы памяти из графеновой наноленты продлят справедливость закона Мура в обозримом будущем».
Команда изготовила графеновые наноленты путем осаждения нановолокон V2O5 на поверхность графена и последующего травления с помощью пучка ионов аргона. Ионный пучок удалял весь графен, не защищенный нановолокнами. Этот простой метод позволил сформировать графеновые наноленты под слоем нановолокон, которые затем были удалены.
Преимущество использования нановолокон в качестве маски при травлении заключается в том, что с помощью этой техники можно сформировать очень узкие наноленты шириной менее 20 нм.
Другим преимуществом использования волокон V2O5 является возможность их легкого удаления после формирования нанолент – они могут быть смыты простой водой.
Ученые также обнаружили, что импульсы напряжения противоположных знаков на затворе могут переключать устройство между двумя состояниями. После переключения устройство остается в новом состоянии даже после сброса напряжения, то есть обладает «памятью». «Этот эффект памяти, вероятно, обязан зарядам, окружающим наноленты, которые захватываются молекулами воды, абсорбированными подложкой SiO2, на которой изготавливались устройства», - объясняет Сордан.
Устройство имеет время перехода, которое на три порядка величины меньше, чем у объявленных ранее устройств памяти на базе графена или углеродных нанотрубок, что позволит использовать высокую тактовую частоту.