Графитовая память – реальная перспектива?

Исследования, выполненные проф. Джеймсом Туром (James Tour) из Университета Райса, потенциально могут привести к созданию перепрограммируемых вентильных матриц, которые революционизируют дизайн логики интегральных схем.

В статье, опубликованной в онлайновом журнале ACS Nano, он и его коллега Александр Синицкий показали, как можно использовать стандартную литографическую технику для осаждения 10-нанометровых полосок аморфного графита на кремний. Это способствует созданию стабильной энергонезависимой памяти высокой плотности для всех типов цифровых устройств.

Память не имеет особых преимуществ по сравнению с такими молекулярными технологиями, как нанотрубки или квантовые точки, однако практична с точки зрения изготовления, поскольку используются индустриальные технологии химического осаждения из паровой фазы и литография.

В лаборатории обнаружили, что ток, проходящий через слой графита толщиной 10 атомов, создает разрывы в цепи в буквальном смысле – зазоры в полосках около нескольких нанометров ширины. Встряхивание восстанавливает разрывы.

Преимуществами графита являются способность работать при напряжении 3 В, удивительно высокий коэффициент переключения (on/off ratio) (сила тока в цепи при переключении состояний) и необходимость только в двух контактах вместо обычных трех.

Кроме этого, лаборатория проф. Тура и компания NuPGA подали на патентование метод изготовления интегральных схем, при котором графит встраивается в межслойные отверстия, соединяющие разные слои микросхемы. При прохождении тока через заполненные графитом отверстия, графит попеременно разделяется на части и восстанавливается, подобно тому, как это происходит с полосками. По существу он становится антипрожигаемой перемычкой, базовым элементом одного из типов программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA).

Сейчас FPGA с антипрожигаемыми перемычками могут программироваться только один раз. Описываемый подход позволит перепрограммировать их произвольное число раз.