Инженеры из Института физики твёрдого тела им. Макса Планка (Германия) и Миланского технического университета (Италия) сконструировали микроскопические ячейки памяти на основе графеновых нанолент.

Для того чтобы изготовить узкие — шириной менее 20 нм — ленты, авторы расположили на однослойном графене нановолокна оксида ванадия V₂O₅. Заготовки поместили под пучок ионов аргона, который удалил графен с неприкрытых участков; затем образцы промывались водой, и нановолокна были унесены ею. Оставшиеся наноленты имели аккуратные края, что положительно сказывалось на их характеристиках.

Рис. 1. Схема устройства (иллюстрация R. Sordan).

Дальнейшие эксперименты показали, что такие ленты позволяют создавать надёжные ячейки памяти, которые достаточно быстро совершают переход между двумя состояниями с разной проводимостью.

Эффект памяти, вероятно, связан с влиянием зарядов, захваченных расположенными вокруг нанолент молекулами воды, которые адсорбируются на подложке из диоксида кремния, используемой в наших устройствах», — рассуждает один из авторов Роман Сордан (Roman Sordan).

В опытах переключение между двумя состояниями выполнялось с помощью следовавших с частотой до 1 кГц импульсов длительностью до 500 нс, причём устройства успешно выдержали более 107 циклов переключения. Ячейки памяти на нанолентах также имеют очень небольшие размеры, что учёные считают важным преимуществом своей разработки.

Такие ячейки можно использовать для создания и статической оперативной памяти с произвольным доступом (SRAM), и энергонезависимой памяти», — отмечает г-н Сордан.

В будущем исследователи планируют приспособить наноленты для изготовления логических вентилей.

Мы уже конструировали графеновые вентили, но наноленты, пожалуй, подходят ещё лучше», — комментирует профессор Сордан.

Рис. 2. Нановолокна и наноленты под атомно-силовым микроскопом. Изображения соответствуют трём этапам эксперимента: (а) — графен после размещения на нём нановолокон, (b) — результат обработки ионами аргона, (с) — готовые наноленты. Справа внизу показаны параметры сечений, отмеченных на трёх других изображениях. (Иллюстрация авторов работы).

Результаты исследований опубликованы в статье:

Eberhard Ulrich Stützel, Marko Burghard, Klaus Kern, Floriano Traversi, Fabrizio Nichele, Roman Sordan A Graphene Nanoribbon Memory Cell. – DOI: 10.1002/smll.201000854.

По материалам: