Новости химической науки > Молекулярная память работает при комнатной температуре

Увеличение емкости запоминающих устройств вполне можно связать с законом Мура – удвоению количеству транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, каждые 24 месяца. Если жесткие диски образца 1980 года могли хранить около половины мегабайта на квадратный дюйм своей поверхности, в наши дни плотность информации достигает десятков гигабайт на квадратный дюйм.

Экспериментальная технология, известна как молекулярная память, позволяющая использовать для хранения данных отдельные молекулы, может тысячекратно увеличить плотность информации, однако существовавшие до настоящего времени схемы устройства молекулярной памяти основывались на системах, охлажденных до состояния, близкого к абсолютному нулю.

Международная группа исследователей под руководством Джагадеша Мудера (Jagadeesh Moodera) описывает новую схему создания молекулярной памяти, работающую при температуре, близкой к температуре замерзания воды. Более того, если для создания разработанных схем необходимо было поместить молекулы, хранящие информацию, между двумя ферромагнитными электродами, для нового типа молекулярной памяти требуется только один ферромагнитный электрод.

Новые молекулы для молекулярной памяти можно считать производными графена, поскольку они состоят из плоских листов углерода, связанных с атомами цинка. Такое строение позволяет без проблем организовывать их в процессе осаждения, что может упростить процесс создания молекулярной памяти. (Рисунок из Nature, 2013, 493, 509)

Результаты исследования могут значительно упростить создание устройств с молекулярной памятью – они состоят из плоских листов углерода, связанных с атомами цинка и могут с помощью осаждения наносится очень тонкими слоями с регулярным расположением.

Для получения устройства – молекулярной памяти исследователи нанесли тонкую пленку нового материала на ферромагнитный электрод и добавили второй ферромагнитный донный электрод – такая структура стандартна для магнитной памяти. Было предположено, что относительные изменения магнитной ориентации электродов будут причиной резкого изменения проводимости устройства. Два состояния проводимости соответствуют состояниям 1 и 0 булевой логики. Однако, к своему удивлению, исследователи наблюдали не один, а два скачка проводимости. Это позволило предположить, что электроды изменяют проводимость устройства независимо друг от друга – с точки зрения обычных представлений этого не должно было происходить.

Для подтверждения своей догадки о независимой работе ферромагнитных электродов исследователи воспроизвели эксперимент, использовав только один ферромагнитный электрод и один обычный металлический электрод, единственной задачей которого было считывание тока, протекающего через молекулу. В этих условиях также наблюдался скачок проводимости.

Как поясняет Мудера, возможность изменения проводимости молекулы в системе только с одним электродом может существенно упростить создание устройств молекулярной памяти. Донный электрод ячейки памяти может быть нанесен на плоскую поверхность, а молекулы, хранящие информацию, могут быть нанесены поверх электрода.

Источник: Nature, 2013, 493, 509; doi:10.1038/nature11719

метки статьи: #молекулярная электроника, #молекулярные устройства, #новые материалы, #физическая химия