طراحی حافظه‌های رایانه‌ای سه بعدی انعطاف‌پذیر

[vahid5835]

طراحی حافظه‌های رایانه‌ای سه بعدی انعطاف‌پذیر

پژوهشگرانی از دانشگاه رایس، مشغول طراحی حافظه‌های رایانه‌های سه بعدی شفاف دو-پایانه‌ای روی ورقه‌های انعطاف‌پذیر هستند. به گزارش سافت‌گذر به نقل از ایسنا، این گروه به رهبری شیمیدان «جیمز تور» و فیزیکدان «داگلاس ناتلسون» در حال ساخت افزاره‌های حافظه‌ای مقاومتی غیرفرار و شفاف بر اساس اکسید سیلیکون و گرافن هستند. ولتاژی که در عرض ورقه نازک اکسید سیلیکون اعمال می‌شود، اتم‌های اکسیژن را از کانالی به پهنای پنج نانومتر دور و آن را به سیلیکون فلزی رسانا تبدیل می‌کند. با ولتاژهای کمتر، کانال مذکور می‌تواند به‌ طور متناوب تا چندین هزار بار شکسته شده و تعمیر شود. سازندگانی که قادر به جادهی میلیون‌ها بیت در افزاره‌های کوچک بوده‌اند، هم‌اکنون خود را در حصار محدودیت‌های فیزیکی طرح‌هایشان می‌بینند، که در آنها هر بیت به سه پایانه نیاز دارد. ولی واحد تراشه‌ای رایس که فقط به دو پایانه نیاز دارد، پیچیدگی آن را بسیار کمتر کرده است. این بدان معناست که آرایه‌هایی از حافظه‌های دو بعدی می‌توانند در پیکربندی‌های سه بعدی پشته‌سازی شده و مقدار اطلاعاتی را که تراشه حافظه‌ای می‌تواند نگه‌ دارد، افزایش دهند. «جون یاو» از دانشگاه رایس، با پیگیری کارهای انجام شده روی حافظه گرافیتی، از مشاهده اینکه نوارهای گرافیتی بر روی زیرلایه اکسید سیلیکونی به هنگام اعمال ولتاژ می‌توانند شکسته و سپس ترمیم شوند، استفاده کرد. او تقریبا مطمئن شده بود که اکسید سیلیکون مسؤول این فرایند است و تلاش زیادی برای متقاعد کردن همکاران کرد. «تور» می‌گوید: «جون» آرام آرام کارش را ادامه داد و شواهد را جمع کرد و سرانجام یک افزاره کاری بدون هیچ گرافیتی ساخت و باز هم، دیگران می‌گفتند که این کربن برونزاد است که این کار را انجام می‌دهد، او سپس آن را بدون حضور کربن ساخت. ایده او به اساس حافظه‌های نسل جدیدی تبدیل شد که در آزمایشگاه «تور» در حال طراحی است، که در آن گروه مذکور مشغول ساخت حافظه‌هایی از اکسید سیلیکون ساندویچ شده بین گرافن و اتصال آن به ورقه‌های پلاستیکی هستند. هیچ اثری از فلز در کل واحد وجود ندارد، غیر از رابط‌های متصل شده به الکتروهای گرافن. «تور» می‌افزاید: وصلت بین سیلیکون و گرافن، سودمندی شناخته شده اولی را توسعه داده و یکبار دیگر ارزش دومی را که مدت‌هاست بعنوان «ماده شگفت‌انگیز» معرفی می‌شود، اثبات خواهد کرد. او متذکر شد که این افزاره‌ها نه تنها در افزاره‌های مقاوم تابشی قابل استفاده هستند، بلکه دماهایی در حدود 700 درجه سلسیوس را تحمل می‌کنند. این بدان معناست که می‌توانند به‌ طور مستقیم روی پردازنده‌های مجمتع بدون اثرات سوء نصب شوند. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Nature Communications» منتشر کرده‌اند.