Из двумерных материалов создали память с высокой емкостью

Сотрудники Национального института материаловедения в Японии создали устройство, которое может хранить информацию, используя как оптические, так и электрические сигналы.

Запоминающие устройства, например, флэш-память, незаменимы в современном обществе. Плотность записи информации на эти носители серьезно выросла за последние 20 лет. Однако для новых применений человечеству необходимы более емкие хранилища информации. Существующий подход к увеличению объема памяти и энергоэффективности за счет обработки кремниевых пластин вот-вот достигнет своего предела. Поэтому ученые со всего мира стараются создать запоминающие устройства с другими принципами работы.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Advanced Functional Materials, разработали транзисторное запоминающее устройство, состоящее из слоистых двумерных материалов, таких как дисульфид рения (ReS2), гексагональный нитрид бора и графен. Первый материал обладает полупроводниковыми свойствами и используется в полевых транзисторах, второй используется в качестве изолирующего слоя, а третий выполняет функцию плавающего затвора.

Созданное исследователями устройство записывает данные, сохраняя носители заряда в плавающем затворе аналогично обычной флэш-памяти. Пары дырок и электронов в слое ReS2 склонны к возбуждению при облучении светом. Количество этих пар можно регулировать, изменяя интенсивность света. Авторам удалось создать механизм, позволяющий постепенно уменьшать количество заряда в слое графена по мере того, как электроны соединяются с дырками и количество пар уменьшается.

Благодаря этому механизму ученые смогли создать комбинированный тип памяти, которая может эффективно контролировать количество накопленного заряда. Кроме того, это устройство имеет высокую энергоэффективность: оно обладает минимальными потерями электрического тока. Это стало возможным за счет нанесения слоев двумерных материалов друг на друга и сглаживания границ раздела между ними на атомарном уровне.