Conform unui nou studiu, o iterație 2D a unei memorii flash nu are doar viteze de scriere de aproximativ 5.000 de ori mai mari decât dispozitivele comerciale, dar poate stoca și o cantitate mai mare de date.
Memoriile flash, hard disk-urile, benzile magnetice și alte forme de memorii nevolatile ajută la stocarea datelor chiar și atunci când acestea nu sunt conectate la o sursă de energie. Totuși, un punct slab cheie al acestor dispozitive îl reprezintă viteza de scriere a informațiilor, fiind nevoie, de obicei, de cel puțin câteva sute de microsecunde. Acest timp de scriere este cu câteva ordine de mărime mai mare decât în cazul memoriilor volatile.
În prezent, cercetătorii au dezvoltat o memorie non-volatilă, care poate scrie date într-o perioadă de timp de ordinul nanosecundelor. Acest lucru o face de mii de ori mai rapidă decât memoria flash comercială și la fel de rapidă ca RAM-ul dinamic, regăsit în majoritatea computerelor. Aceștia au publicat descoperirile în cadrul revistei Nature Nanotechnology.
Noul dispozitiv este format din straturi subțiri de materiale 2D. În cadrul cercetărilor anterioare s-a constatat faptul că atunci când două sau mai multe straturi foarte subțiri (cu grosimi de ordinul atomilor) de materiale diferite sunt așezate una peste cealaltă pentru a forma așa-numitele heterostructuri, se pot obține noi proprietăți hibride. Aceste straturi sunt, de obicei, ținute pe poziții de forțe electrice slabe, cunoscute sub numele de interacțiuni van der Waals, aceleași forțe care adesea fac ca benzile adezive să fie lipicioase.
Oamenii de știință din cadrul Institutului de Fizică al Academiei Chineze de Științe din Beijing au remarcat faptul că memoriile confecționate din siliciu sunt limitate în ceea ce privește viteza de scriere din cauza defectelor inevitabile ale filmelor ultra-subțiri de siliciu, care produc o scădere a performanțelor. Ei au argumentat faptul că heterostructurile atomice plate van der Waals ar putea evita astfel de probleme.
Cercetătorii au fabricat o heterostructură van der Waals care era formată dintr-un strat semiconductor de seleniură de indiu, un strat izolant din nitrură de bor și o serie de straturi conductoare electric, confecționate din grafenă și așezate pe o placă fabricată din dioxid de siliciu și siliciu. Prin intermediul unui impuls electric, cu o durată de doar 21 nanosecunde, se pot introduce sarcini electrice în grafenă pentru a scrie sau șterge date. Aceste impulsuri sunt aproximativ la fel de puternice precum cele utilizate pentru a scrie și șterge date stocate pe memoriile flash comerciale.
Pe lângă vitezele ridicate, o caracteristică cheie a acestei noi memorii este posibilitatea de a stoca mai mulți biți. Un dispozitiv convențional poate stoca un singur tip de bit de date, fie zero, fie unu, prin comutarea între o stare extrem de conductivă electric și una mai puțin conductivă electric. Cercetătorii au observat faptul că, teoretic, noul lor dispozitiv ar putea stoca mai multe tipuri de biți de date, cu mai multe stări electrice, fiecare putând fi scris și șters folosind o secvență diferită de impulsuri de tensiune.
„Memoria poate deveni mult mai performantă atunci când un singur dispozitiv poate stoca mai mulți biți de informații. Acest lucru ajută la construirea unor arhitecturi de memorie din ce în ce mai dense”, a declarat Deep Jariwala, inginer electric în cadrul Universității din Pennsylvania, care nu a participat la cercetare.
Oamenii de știință sunt de părere că dispozitivele lor pot stoca date timp de 10 ani. Aceștia au observat faptul că un alt grup chinez a obținut recent rezultate similare folosind o heterostructură van der Waals realizată din disulfură de molibden, nitrură de bor și grafen multistrat.
În prezent, cercetătorii încearcă să vadă dacă pot realiza sau nu astfel de dispozitive la scară comercială. „Acesta este călcâiul lui Ahile în ceea ce privește majoritatea acestor dispozitive. Atunci când vine vorba de aplicații reale, scalabilitatea și capacitatea de a integra aceste dispozitive reprezintă 2 aspecte foarte problematice”, a declarat Jariwala.
