Разработанный исследователями из Университета Рочестера новый тип энергонезависимой памяти объединяет в себе лучшие качества резистивной памяти ReRAM и памяти с фазовым переходом PRAM. Этот гибрид уже зарекомендовал себя как многообещающий кандидат на замену ныне популярной флеш-памяти, которая в последнее время сталкивается с рядом проблем, таких как ограниченная долговечность и уязвимость к экстремальным температурам.
Ученые обнаружили, что каждая из двух основных типов памяти, резистивная и с фазовым переходом, имеет свои преимущества и недостатки.
Резистивная память, также известная как мемристор, характеризуется низким энергопотреблением, однако процесс записи данных, который представляет собой формирование обратимой ионной проводимости, может быть ненадежным.
Память с фазовым переходом обеспечивает надежное хранение информации, однако операции записи и стирания данных, которые переводят ячейку памяти из аморфного состояния в кристаллическое и обратно, требуют значительных затрат энергии.
Гибридная память создает состояние вещества, которое находится на грани стабильности с точки зрения его кристаллической структуры. Минимальное воздействие на вещество может перевести ячейку памяти в стабильное кристаллическое состояние с высоким или низким удельным сопротивлением. Этот переход инициируется электромагнитным полем, которое аналогично полю, используемому для переключения транзисторов.
«Мы создали его, по сути, просто растягивая материал в одном направлении и сжимая его в другом, — говорят авторы работы. — Это позволяет увеличить производительность на порядки. Мы видим путь, на котором это может оказаться в домашних компьютерах в качестве сверхбыстрой и сверхэффективной формы памяти. Это может иметь большое значение для вычислительной техники в целом».
Новая память представляет собой двумерный дителлурид молибдена (MoTe2), который подвергается деформации. Металлическая тонкая пленка MoTe2 формируется в контакты, что вызывает контролируемый фазовый переход полупроводника в полуметалл. Этот фазовый переход формирует вертикальный транспортный канал, мемристор с полупроводниковым МоТе2 в качестве активной области.
Деформация канала позволяет переключать его при напряжении всего 90 мВ. Время переключения составляет всего 5 нс, а время удержания превышает 105 секунд. Ожидаемое количество циклов переключения также превышает 108. Напряжения переключения и количество циклов могут быть отрегулированы как механически (во время производства), так и электрически (во время работы устройства). Эксперименты с прототипами были многообещающими, и ученые надеются развить успех в будущем.
Источник 3dnews
