Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Нанопровода Ge2Sb2Te5.
Зависимости силы тока от напряжения для кристаллического и аморфного состояний.
Зависимости сопротивления от амплитуды импульса силы тока (запись 100 нс, стирание 300 нс).
Зависимость сопротивления от числа циклов. Как видно, оно не изменяется.

Phase-change наноматериалы для хранения информации

Ключевые слова:  нанопровода, наноструктура, периодика, хранение информации

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

02 октября 2007

Универсальное устройство хранения информации должно обладать высокими скоростями чтения и записи. Кроме того, остро стоит проблема увеличения плотности записи информации, но не в ущерб надежности. Основные исследования в данной области ведутся в направлении уменьшения размеров бита информации и в настоящее время вплотную приблизились к наноразмерному диапазону.

Материалы, в которых возможно обратимое протекание фазовых превращений, например, переключение между кристаллическим и аморфным состояниями, могут быть успешно использованы для создания устройств хранения информации высокой плотности (phase-change material memory, PCM memory). Принцип работы таких устройств принципиально отличается от традиционных полупроводниковых элементов памяти. Запись информации основана на изменении сопротивления материала, а не на манипуляции с электрическими зарядами. Также возможно использование разницы оптических характеристик в двух состояниях.

Однако, при изготовлении наноструктур на основе phase-change материалов по технологии сверху-вниз (top-down) свойства материала, как правило, не сохраняются. Поэтому разумным выглядит другой подход, а именно, самосборка наноструктур из таких материалов.

Исследователи из University of Pennsylvania изучили изменение свойств важного phase-change материала Ge2Sb2Te5 в виде самособирающихся нанопроводов.

Нанопровода были синтезированы методом ПЖК при использовании золота в качестве катализатора. Они представляют собой монокристаллы толщиной 20 - 200 нм и длиной в несколько микрон (рис. 1). Такие кристаллы характеризуются малым сопротивлением и линейной зависимостью силы тока от напряжения. После приложения аморфизующего импульса сопротивление возрастает на два порядка и зависимость изменяется. Обратное переключение происходит при напряжении 1.8 В. То есть выполняется основное требование к материалам для записи информации. Запись и стирание осуществляется импульсами длиной порядка 100 нс.

Также было исследовано изменение свойств нанопроводов в зависимости от их толщины. Было показано, что при уменьшении толщины уменьшаются и величины рабочих токов. Например, для 200 нм провода сила тока записывающего импульса равняется 1.3 мА, а для 30 нм – 0.16 мА.

Надежность носителя информации на основе phase-change материалов обычно вызывает сомнения, т.к. аморфное состояние является метастабильным. Экстраполяция температурных зависимостей сопротивления 60 нм проводов Ge2Sb2Te5 показала, что при температуре 80 °С данные могут храниться до 20 лет. Для 30 нм проводов эта величина составляет всего 3 года. А для провода толщиной 150 нм срок хранения информации при 80 °С составляет 330 лет, что превосходит любые ныне используемые технологии со сравнимыми размерами бита. Такую стабильность ученые связывают с малым количеством дефектов в самособирающихся нанопроводах.

Уменьшение токов, необходимых для аморфизации и рекристаллизации профодов, происходящее при снижении толщины провода исследователи объясняют увеличением поверхностного вклада. В частности, было показано, что поверхность играет значительную роль при инициировании плавления и кристаллизации этих объектов.

Таким образом, было показано, что нанопровода Ge2Sb2Te5 обладают многими свойствами, необходимыми для создания универсальных устройств хранения информации. Для дальнейшего улучшения характеристик необходимо провести поиск новых составов, а для практического внедрения материала нужно всего ничего – разработка методов получения больших массивов phase-change нанопроводов.

Работа «Highly scalable non-volatile and ultra-low-power phase-change nanowire memory» была опубликована в Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2007.291).


Источник: Nature Nanotechnology




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одноэлектронная ловушка
Одноэлектронная ловушка

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.