Новости химической науки > Цифровая память становится почти двумерной

Устройства памяти в ноутбуках и гаджетах основаны на транзисторах, изготовленных из полупроводников на кремниевой основе. К настоящему времени электронщики почти вплотную подобрались к физическим пределам уменьшения размеров таких устройств и увеличения плотности информации кремниевой электроники.

Это обстоятельство означает, что уже сейчас идут поиски полупроводниковых материалов, являющейся альтернативой кремнию.

Новые результаты исследования демонстрируют ультратонкую память нового типа, для создания которой не требуется кремний. Новые устройства полученные на основе графена и дисульфида молибдена, в будущем смогут обладать большей плотностью хранимой информации, чем память на основе кремния.

В новой ячейке памяти исследователи скомбинировали электроды из графена (сетка светло-серых шариков внизу) с монослоем дисульфида молибдена (сетка из темно-серых и желтых шаров). Изолятор (cиний параллелепипед) окружает плавающий затвор, состоящий из слоев графена (серые шары). Управляющий электрод (желтый) находится на поверхности изолятора. (Рисунок из ACS Nano, DOI: 10.1021/nn3059136)

Андрас Кит (Andras Kis) с коллегами из Швейцарского Федерального Технологического Института разработал ячейки памяти нового типа, использовав для этого пару двумерных материалов – графена и мономолекулярного слоя дисульфида молибдена (MoS₂). Ранее исследователи уже изучали насколько возможно заменить кремний графеном в электронике – интерес к графену продиктован прежде всего его исключительной электропроводностью. Однако у чистого графена нет запрещенной зоны, которая необходима для создания транзисторов. Недавно специалисты по материаловедению обратили внимание на обладающий запрещённой зоной MoS₂, однако комбинацию этих материалов до настоящего времени не изучали.

Помимо электронных свойств, графен и дисульфид молибдена обладают высокой механической прочностью, поэтому из них можно получить устройства толщиной всего лишь в несколько атомов, а это, в свою очередь, позволяет говорить о том, что такие материалы можно будет сгибать проще, чем относительно толстые транзисторы на основе кремния – это позволит создать гибкую электронику и электронику, интегрируемую с предметами одежды.

Кис отмечает, что новое устройство использует сильные стороны и графена и MoS₂ – высокую электропроводность электродов из графена и тонкий профиль полупроводника на основе MoS₂. В каждой ячейке памяти заряд идет с электродов по слою MoS₂ к стопке из листочков графена. Эта стопка – плавающий затвор, хранит заряд, наличие или отсутствие этого заряда соответствует логической единице или логическому нулю в памяти.

Кит отмечает, что совместное применение графена и MoS₂ позволяет организовать двумерный компонент плоского электронного устройства. Он добавляет, что толщина слоя MoS₂ – всего 0,65 нм, позволяет запоминать более одного бита на элементарную ячейку нового устройства, в то время как в современных устройствах памяти элементарная ячейка способна сохранить информацию только в один бит.

Источник: ACS Nano, DOI: 10.1021/nn3059136

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #химия поверхности, #электрохимия