Корейцы построили гибкую память на мемристорах

Экспериментальная схема не только тонка и эластична, но и энергонезависима. Правда, объём памяти нового образца пока очень мал.

Учёные из Корейского института науки и технологий (KAIST) продемонстрировали на практике ещё одно применение сравнительно новых элементов микроэлектронных схем — мемристоров. Напомним, сопротивление этих устройств зависит от заряда, прошедшего через них ранее.

Ранее различные лаборатории уже внедряли мемристоры в опытные логические микросхемы, а вот KAIST создал из таких элементов гибкий чип памяти.

Сами мемристоры авторы работы получили из аморфного диоксида титана толщиной в атомы, сообщает Physics World. К столь тонкому слою этого материала примыкают верхний и нижний алюминиевые электроды. Причём верхний содержит ещё толику ионов кислорода.

Когда к этому электроду приложено отрицательное напряжение, ионы кислорода мигрируют в мемристор, снижая его сопротивление.

Такое состояние ячейки сохраняется и после отключения напряжения и соответствует двоичной единичке. Переключение полярности заставляет кислород вновь уйти в алюминий, а ячейку перейти в состояние «двоичный ноль».

Считывание информации происходит при более низком напряжении (0,5 вольта). Через мемристор пропускают ток и измеряют его. В двух состояниях ячейки значение контрольного тока отличается в 50 раз.

Чтобы считывание каждый раз происходило только с нужного мемристора и не возникало паразитных токов через соседние клетки, учёные подсоединили к каждому элементу памяти по гибкому кремниевому транзистору. Он подаёт ток на подопечную ячейку только при запросе, обращённом именно к ней.

Схема устройства. Мемристоры отмечены зелёным цветом, транзисторы – розовым (иллюстрация Keon Jae Lee/ KAIST).

Все эти части исследователи разместили на пластиковой подложке. Получился простенький чип памяти всего на 64 ячейки (массив 8 х 8 электродов), который занял площадь примерно в квадратный сантиметр. Это, конечно, очень далеко от плотности упаковки информации в серийных чипах. Но корейцы полагают, что сперва нужно проверить принцип работы схемы.

Зато этот чип на мемристорах удалось согнуть без повреждений до радиуса кривизны в 8,4 миллиметра. Измерения показали, что он правильно работает и в таком состоянии. Кроме того, команда согнула чип (правда, до несколько большего радиуса) тысячу раз подряд, чтобы испытать изделие на выносливость. Оно выдержало и этот тест. (Подробности – в статье в Nano Letters, которую также можно увидеть в формате PDF.)

Как и в случае с японской органической гибкой памятью, новинке сулят перспективы в первую очередь в различного рода «экранах будущего». Но специалистам из KAIST ещё предстоит показать, как их разработка может быть масштабирована до памяти большей ёмкости.