Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Схема устройства.
Рис. 2. Фрагмент нанокабеля (ПЭМ).
Рис. 3. I-V зависимость для нанокабеля.
Рис. 4. Последовательность сканов, иллюстрирующая эффект памяти.
Рис. 5. Логарифмическая I-V зависимость для нанокабеля. Отмечены области для считывания, записи и стирания информации.
Рис. 6. Циклическое переключение нанокабеля. Импульс 4 В переводит кабель в проводящее состояние, а 8 В - в непроводящее. Длительность импульсов 1 мс.
Рис. 7. Сохранность данных в течение 15 дней. Устройство стабильно на воздухе, а также при облучении рентгеном (8 кэВ).
Рис. 8. Схема переключения нанокабеля. Дефект в графитовой оболочке работает по принципу НЭМС.

Графеновая память будущего

Ключевые слова:  графен, нанокабели, наностержни, наноэлектроника

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

02 декабря 2008

Исследователи из Rice University (USA) разработали ячейку памяти на основе диэлектрических наностержней, покрытых тонкими графеновыми слоями (рис. 1).

Ученые изготовили нанокабели с сердцевиной из SiO2 и тонкой графитовой оболочкой толщиной 5-10 нм (рис. 2). Оказалось, что они обладают нелинейной вольт-амперной характеристикой. При низких значениях напряжения проводимость нанокабелей довольно высока, и сила тока монотонно растет с увеличением напряжения, а при некотором пороговом значении напряжения Vпорпроисходит резкий переход в непроводящее состояние (рис. 3). Кроме того, устройство обладает эффектом памяти, т.е. его ВАХ зависит от того, в каком состоянии – проводящем или нет – оно находилось ранее (рис. 4). Так, если нанокабель перевести в непроводящее состояние импульсом более Vпор, то проводящее состояние восстанавливается лишь при некотором значении напряжения V<Vпор.

Из этого вытекает простой вывод – на основе таких нанокабелей можно сделать ячейку памяти, в которой нулям (выкл) и единицам (вкл) будут соответствовать состояния с низкой и высокой проводимостью. Тогда считывание, запись и стирание информации можно проводить импульсами напряжения, лежащими в соответствующих областях на рисунке 5. Более 1000 циклов записи-чтения-стирания никак не повлияли на сохранность данных. Таким образом, устройство является энергонезависимой ячейкой памяти. Отношение сигнала в состояниях «вкл» и «выкл» достигает 107.

Испытания показали, что данные могут храниться по крайней мере несколько недель. И хотя запись и считывание проводились в вакууме, устройство стабильно на воздухе и даже при облучении рентгеновскими лучами (рис. 7). Типичные времена записи/стирания составляют 1 мс. Однако можно использовать импульсы вплоть до 1 мкс, хотя при этом сильно снижается соотношение «вкл/выкл». Кроме того, ячейка является двухконтактной, что предпочтительнее по сравнению с элементами памяти на транзисторах, где еще должен обязательно присутствовать электрод затвора.

Исследователи приводят следующее объяснение таких свойств нанокабелей. При некотором значении напряжения происходит разрушение графитовой оболочки в местах расположения дефектов. Аналогичные явления наблюдаются, например, для многостенных углеродных нанотрубок. Только нанотрубка, не имеющая армирующей сердцевины, разрушается необратимо. А на поверхности нанокабеля кусочки разорванных графитовых слоев могут оставаться достаточно близко друг к другу, чтобы при приложении аксиального электрического поля притянуться и замкнуть цепь (рис. 8). Таким образом, графитовая оболочка работает по принципу наноэлектромеханической системы (НЭМС), в которой перемещение графеновых листов происходит в масштабах, сравнимых с размерами атомов.

Так как в традиционных производственных схемах устройства на основе нанокабелей пока не фигурируют, исследователи также изготовили и планарные структуры, работающие по аналогичным принципам. Для этого можно применять обычный метод CVD, что положительно сказывается на стоимости изделия.

Уже можно предположить, что описанные ячейки могут послужить для создания устройств хранения информации, в которых размер графеновых битов составляет менее 10 нм. Такая память будет энергонезависимой и достаточно надежной. Она сможет функционировать при температурах от -75 до 200 °С, а также выдерживать рентгеновское излучение.

Работа «Electronic two-terminal bistable graphitic memories» опубликована в журнале Nature Materials (Yubao Li, Alexander Sinitskii & James M. Tour).

Про Университет Райса - см. предыдущую статью А.С.Синицкого...
Публикации второго представителя славной когорты в Природе - см. здесь...


Источник: Nature Materials



Комментарии
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 16:16 
Молодец, Александр Синицкий
(И техасский Университет Райса )
Трусов Л. А., 02 декабря 2008 16:20 
угу, предыдущая статья Синицкого была в Нанометре
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 16:22 
Преемственность: от Нанометра до НэтМэтра
Пока что это самое вразумительное по этой работе... на русском ... в Рунете....
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 16:43 
Ой, классно получается:
НэтМэтр от мэтров в Рунете на Нанометре
<не ругайте за "отдаленно" тематическое >
Трусов Л. А., 02 декабря 2008 17:07 
вразумительное надо было у автора попросить. а так вот вышло только это.
Автор был очень занят
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 17:25 
Лев Артемович, Вразумительнейше!!
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 17:33 
Ну тогда, можно будет автора попросить сделать комментарий, это ведь не столь обременительно
Не уверен. Он ОЧЕНЬ занят.
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 17:38 
Ну тогда МАЛЮСЕНЬКИЙ комментарийчик для обозначения сути и преемственности
Курилин Сергей Леонидович, 02 декабря 2008 18:14 
Rabbit
О см. выше С - советуюсь с Василий Ивановичем (анекдот про цистерну)
Владимир Владимирович, 02 декабря 2008 19:58 
я так и думал!
Давайти прибьем Нанометр и будем писать (после многолетней тренировки) в Nature - nanomaterials
Трусов Л. А., 02 декабря 2008 20:31 
давайте вместо природы писать в нанометр
Трусов Л. А., 02 декабря 2008 21:57 
кстати, то, что написано в рунете, переведено с сайта Rice University, по-моему. так что странно.
Вот оно! Как у Брэдбери - из Шекспира - комиксы, школу - за пять лет по ЕГЭ! А думать - то и жить - когда ?
Курилин Сергей Леонидович, 03 декабря 2008 00:10 
Когда у меня проблемы, я смотрю сначало русско- чешский словарь, а потом думаю
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 02:24 
А думать - то и жить - когда ?

На пенсии! (?)
Если, конечно, не подберете для себя русско-чешский словарь...
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 02:27 
Давайти прибьем Нанометр и будем писать (после многолетней тренировки) в Nature - nanomaterials

Ой!
Это стремление к перфекционизму?
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 02:31 
давайте вместо природы писать в нанометр

Это намного больше импонирует , чем "монопольный пессимизм"

Главное, начать с хороших обзоров на трех-четырех языках, довести индекс цитируемости до ~5 и авторы сами потянутся
(Но боюсь, начинать придется с минимальным перфекционизмом)
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 04:57 
С размахом Церетели
Ага, сначала зарегистрируй СМИ, а потом чти уголовный кодекс и налоговую инспекцию... И вообще, зачем приобщаться к тараканам?
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 05:04 
Каким тараканам?
Невнимательно классиков читаете, Владимир Владимирович: "...наножурналы плодятся как тараканы..." (см. выше). Впрочем, к плодящимся КАК ГРИБЫ наносайтам тоже не очень хотелось бы относиться. Будем считать, что нанометр был РОЖДЕН и потом начал СУЩЕСТВОВАТЬ как наносубстанция...
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 05:15 
Ой, действительно пропустил сией пассаж...
Из Nano Research, кстати, будет толк, за ним китайская государственная поддержка! (он Tsinghua/Springer)
А так вопрос о конкуренции и перфекционизме...
Если честно, я не сплю, потому что через час будить сына в школу, а еще не дописан отчет по наноолимпиаде, на которую еще не подписан госконтракт. Вот такой практически ежедневный сюр...
Кстати, опять - такипо госконтракту НАУЧНО_ПОПУЛЯРНЫЙ журнал по нано в электронном и печатном виде должна сделать Парк-Медиа (www.strf.ru). У них-то все с номерами лицензии. А для нас, извините, Нанометр - непрофильная деятельность (с риском переквалифицироваться в управдомы).
Владимир Владимирович, 03 декабря 2008 05:22 
сюр-сыр-бор
Если будет легче, здесь тоже порядочный сюр, разве что люди добрее...
Саша, можно увешать то, что ты предлагаешь обзорами, но евсли глянуть на то, что творится на Нанофоруме, то желание что-то делать в принципе пропадает. Маскарад. Шоу. Показуха.
Трусов Л. А., 03 декабря 2008 23:58 
а мне нравится. красиво.
если завтра и правда будут доклады товарищей из amd, ibm, intel, samsung и т.п., то вообще отлично.
стендовые доклады нормально смотрятся. конечно, можно говорить, что мы на 50 лет отстали, однако сие есть сущая правда
Кульсарин Артур Айдарович, 04 декабря 2008 07:22 
+1 в копилку нанотехнологий Интересно, влияет ли давление паров в воздухе на стабильность устройства, а то всякое бывает

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

 

Нанофутбол
Нанофутбол

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Морзе для металлов с графеном и силиценом. Нанокомпозит растет и упрочняется, используя CO2 из окружающего воздуха и солнечный свет. Рассеяние – не проблема, а возможность точных измерений. Электрическое управление скирмионной фазой. Академик Борис Патон отмечает 100-летний юбилей.

В Москве состоялась 12-я церемония вручения национальных стипендий L'oreal-Unesco «Для женщин в науке»
26 ноября в Москве в Государственном музее изобразительных искусств имени А.С. Пушкина прошла 12-я церемония вручения национальных стипендий L'ORÉAL-UNESCO «Для женщин в науке». Десяти молодым российским женщинам-учёным вручены стипендии, призванные помочь талантливым и перспективным специалистам в различных областях знаний развивать свою научную карьеру в России.

Открыта регистрация на заочный этап Межрегионального химического турнира
Открыта регистрация на заочный этап Межрегионального химического турнира. Химический турнир – это командное творческое соревнование для школьников в формате мини-конференции. Команда может состоять из 4 - 6 человек, зарегистрироваться можно до 15 декабря включительно. Тема химического турнира этого учебного года – «Химия и океан».

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Рентгеновская микроскопия
А.В.Афонин, Мельников Геннадий Семенович
В предлагаемом кратком обзоре сделана попытка оценки возможностей применения рентгеновских методов анализа регулярных структур. Обзор может быть полезен участникам наноолимпиады и всем, кто интересуется современными методами анализа и их последовательным развитием.

Как работает оптический нанопинцет
Богданов Константин Юрьевич
Оптический (или лазерный) пинцет представляет из себя устройство, использующее сфокусированный луч лазера для передвижения микроскопических объектов и удержания их в определённом месте. Автор этой статьи постарается в популярной форме ответить на вопрос - почему некоторые частицы, оказавшись в лазерном луче, стремятся в ту область, где интенсивность света максимальна, т.е. в фокус. И это устройство теперь связано с Нобелевскими премиями навечно!

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.