Дослідники розробили пристрій, здатний зберігати дані з високою щільністю, продуктивністю і енергоспоживанням. Дослідження опубліковано в журналі Science Advances.
Група дослідників під керівництвом Кембриджського університету розробила пристрій, який обробляє дані аналогічно синапсам в людському мозку. Новий дизайн комп’ютерної пам’яті дозволяє значно підвищити продуктивність і знизити енергоспоживання телекомунікаційних технологій.
Пристрої використовують технологію, відому як резистивна пам’ять (RRAM). Звичайні пристрої, що запам’ятовують здатні перебувати у двох станах: одиниці або нулі. Однак функціонуючий пристрій з резистивним перемиканням здатний безперервно приймати цілий діапазон різних станів.
Розроблений пристрій заснований на оксиді гафнію, ізоляційному матеріалі, вже використовуваному в напівпровідниковій промисловості, і крихітних самозбираючих бар’єрах, які можна піднімати або опускати, щоб дозволити електронам проходити.
На атомарному рівні оксид гафнію не має структури, а атоми гафнію і кисню перемішані випадковим чином, що ускладнює його використання для додатків пам’яті. Але дослідники виявили, що при додаванні барію до тонких плівок оксиду гафнію в композиційному матеріалі почали формуватися деякі незвичайні структури, перпендикулярні площині оксиду гафнію.
Ці вертикальні багаті барієм «мітки» добре структуровані і дозволяють електронам проходити, в той час як навколишній оксид гафнію залишається неструктурованим. У місці, де ці перемички зустрічаються з контактами пристрою, створюється енергетичний бар’єр, який можуть долати електрони.
Дослідники змогли контролювати висоту цього бар’єру, який, в свою чергу, змінює електричний опір композитного матеріалу. «Це дозволяє матеріалу існувати в декількох станах, на відміну від звичайної пам’яті, яка має тільки два стани», — відзначають вчені. За їхніми оцінками, щільність зберігання інформації в таких матеріалах в 10 – 100 разів вище, ніж в традиційних запам’ятовуючих пристроях.