Российские физики улучшили элементы памяти для гибкой электроники

Минобрнауки России рассказало о новом проекте подведомственного министерству Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) под руководством доктора наук Ирины Антоновой. В разработке также приняли участие Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ), Новосибирский государственный технический университет (НГТУ) НЭТИ и зарубежные исследователи. Речь идет об улучшении физиками элементов памяти для гибкой электроники через облучение ионами ксенона фторированного графена, из которого удалили фтор, создав проводящие квантовые точки в матрице изолирующего материала. На основе таких структур ученые сделали мемристоры, представляющие собой элементы памяти, которые применяют для разработки гибких датчиков в носимой электронике, медицинских и производственных сенсорах.

«Мемристор – это микроэлектронный компонент, способный передавать информацию в режиме «0» или «1» и присваивать ей уровень значимости. Мемристоры «запоминают» количество протекшего через них заряда и меняют свое сопротивление в зависимости от этого. Если подать высокое напряжение, мемристорная система станет открытой – будет проводить электрический ток, а при смене полярности напряжения – закроется», – рассказали в пресс-службе Минобрнауки.

Исследованиями по созданию энергонезависимой памяти для гибкой электроники занимаются во всем мире, чтобы изготавливать гибкие и носимые датчики дыхания, температуры тела, измерения пульса, артериального давления и пр. Однако преимущественно сделать такую память пытаются из полимерных материалов, дихалькогенидов металлов и оксида графена. Последний менее стабилен, чем фторированный графен, который решили использовать российские ученые.

«Наши мемристорные системы на основе облученного фторированного графена открываются и закрываются благодаря формированию и разрушению путей протекания электрического тока по графеновым квантовым точкам. Разница токов в открытом и закрытом состоянии – 2-4 порядка: такого диапазона достаточно, чтобы сделать ячейки памяти. Мемристорная память энергонезависима и совмещает в себе достоинства оперативной и флеш-памяти. Переключение мемристора (из закрытого в открытое состояние), то есть перезапись информации, происходит за 30-40 наносекунд. Это примерно в 1000 раз быстрее, чем у современной флеш-памяти», – прокомментировал один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН, кандидат физико-математических наук Артем Иванов.

Образцы изготавливаются по довольно простой технологии: на тонкие полимерные пленки из поливинилового спирта методом 2D-печати наносят фторированный графен, после чего готовые структуры облучаются в ОИЯИ высокоэнергетичными ионами. Далее во всех структурах наблюдаются резистивные переключения, при которых сопротивление материала обратимо меняется в ответ на изменение электрического поля.

В планах ученых показать, как взаимодействуют ячейки памяти в массиве, для чего исследователи собираются сделать небольшие логические электронные схемы: «И», «Не», «Или». Из-за существования множества параметров, на которые может влиять соединение ячеек, ученым и нужно проверить, как мемристоры будут чувствовать себя в системе из нескольких элементов.

Повышением эффективности проектирования устройств на основе мемристоров занимаются также в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», о чем iot.ru рассказывал в начале этого месяца.

Чтобы оперативно получать наши новости в удобном формате, подписывайтесь на наш Telegram-канал.

Источник изображения: Минобрнауки России