Лого Сделано у нас
35

Новосибирские физики разработали «флешку будущего»

Согласно результатам, полученным учеными из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, флеш-память с использованием мультиграфена по быстродействию и времени хранения информации может превосходить аналоги, основанные на других материалах.

Говорить о масштабном производстве пока рано. «На данный момент мы занимаемся только фундаментальными исследованиями. Конечно, опытные образцы существуют, и с ними интенсивно работают, но для коммерческого применения, скажем в России, требуется завод с современными технологиями. Стоить он будет около пяти миллиардов долларов», — отметил старший научный сотрудник ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Юрий Николаевич Новиков.

По его словам, в настоящее время графен — тема модная как с точки зрения фундаментальной науки, так и прикладной. В частности, в ИФП СО РАН рассматривалась возможность применения мультиграфена (несколько слоев графена) во флеш-памяти. Принцип ее действия основан на инжекции (впрыскивании) и хранении электрического заряда в запоминающей среде (мультиграфене). Помимо этого необходимыми компонентами такой флеш-памяти являются туннельный и блокирующий слои. Первый изготавливается из оксида кремния, второй, как правило, из диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости.

Эффективность флеш-памяти (время хранения заряда, быстродействие) в свою очередь зависит от величины работы выхода запоминающей среды — энергии, которая тратится на удаление электрона из вещества. Используемый мультиграфен обладает важной особенностью — у него большая работа выхода для электронов, около 5 эВ (электронвольт). Из-за этого на границе мультиграфена и оксида кремния величина потенциального барьера увеличена и составляет примерно 4 эВ. Именно этот эффект был взят в основу исследования.

Мультиграфен, «зажатый» между туннельным и блокирующим оксидами, представляет собой глубокую потенциальную яму, куда заряд скидывается и где потом долго хранится. Это дает возможность оптимизировать геометрию флеш-памяти, например, использовать более тонкий туннельный слой. Для сравнения: величина потенциального барьера на границе кремния и оксида кремния составляет только 3,1 эВ. По этой причине во флеш-памяти, основанной на хранении заряда в кремниевых кластерах, применяются более толстые туннельный и блокирующий слои, что неизбежно приводит к уменьшению быстродействия.

«Так как для флеш-памяти на основе мультиграфена требуется тонкий туннельный слой, то быстродействие повышается в два-три раза. Ко всему прочему мы можем использовать более низкие напряжения перепрограммирования, а большая работа выхода позволяет долго хранить инжектированный заряд», — отмечает Юрий Новиков.

Однако для эффективности блокирующий и туннельный слои должны быть достаточно качественными. Наличие пор (проводящего канала) в диэлектрике грозит утечкой заряда, то есть потерей информации. Это проблема всей флеш-памяти, в которой применяется проводящий материал (кремний, металл, мультиграфен). Решение — использование в качестве запоминающей среды вещества с ловушками, например нитрида кремния. В случае дефекта заряд не уйдет, как из мультиграфена, а останется сидеть на ловушках. Тем не менее данные всё равно не смогут храниться вечно: за счет туннельного эффекта инжектированный заряд со временем уменьшается, стекает. Чтобы по истечении десяти лет информацию во флеш-памяти можно было распознать, требуются довольно толстые туннельный и блокирующие слои.

Новиков также добавляет, что сейчас в институте проводятся исследования различных материалов для применения их в резистивной памяти. Хранение данных в ней осуществляется за счет изменения сопротивления материала и в отсутствие питания, а быстродействие, по прогнозам, сравнимо с оперативной памятью. При этом число циклов перезаписи окажется значительно больше, а потребление энергии — меньше, чем во флеш-памяти, основанной на инжекции и хранении заряда.

  • 4
    Е.Юрий Е.Юрий
    29.08.1621:58:26

    Не поддержать этот проект будет просто преступление. 5 млн. - копейки. Вообще под это дело надо несколько заводов строить и выделить миллионов 100-200. Прохоров, ты где!!! Завод от ё-мобиля подарил за 150 млн. НАМИ, теперь вложи в более прибыльное дело! А дело это невероятно нужное — прибыль(огромная добавленная стоимость) и престиж страны!

    • 4
      goryachee_leto goryachee_leto
      29.08.1623:17:41

      Не такие уж и копейки, а лярды баксов:

      Стоить он будет около пяти миллиардов долларов

      • 2
        Е.Юрий Е.Юрий
        29.08.1623:43:45

        Извиняюсь, не правильно прочитал)) Но и это вложение окупиться быстро — представьте это ведь флешки(сотни миллионов), SSD, карты памяти — неисчислимое количество — окупаемость бешеная.

        • 4
          Нет аватара Zor
          30.08.1603:49:08

          Но и это вложение окупиться быстро

          Не факт. Например, построят такой завод с проектной окупаемостью пять лет, а на следующий год появятся ещё лучший продукт по совершенно иной технологии. Тогда пять миллиардов долларов в утиль. Такие гигантсткие вложения всегда требуют тщательной оценки.

          И, да — в Вашей фразе «окупится» надо писать без мягкого знака.

          • 1
            Е.Юрий Е.Юрий
            30.08.1613:34:56

            В таких технологиях не может быть — «на следующий год…». Есть обычные жесткие диски — магнитные, появились твердотельные — и что?! У всех поголовно сейчас твердотельные стоят? Все как пользовались, так и пользуются и покупают обычные — я компьютеры ремонтирую и знаю, что берут люди и что я покупаю для компьютеров. На обычных магнитных накопителях делаются огромные деньги и заводы в Китае и Тайване не закрылись, потому что альтернатива(SSD) дорого стоит и мала по объему в том же ценовом сегменте. По сути технология новосибирцев — прорывная — никто это не сделал, хотя денег и у корейцев, и китайцев и японцев и пиндосов есть и большие. Поэтому — «вдруг на следующий год…» в таких вещах величина маловероятная, а даже если и случится, то технология наших ученых будет востребована -100%. Про мягкий знак — извиняюсь — ночью писал.

  • 4
    Holso Stitchred Holso Stitchred
    29.08.1622:27:46

    Пора уже фундаментальные разработки, в которых мы традиционно сильны, превратить в коммерчески успешные проекты. Хотя в какой-то области электроники мы должны быть первыми.

    • 3
      Нет аватара Инженер2015
      30.08.1608:36:27

      Пора уже фундаментальные разработки…превратить в коммерчески успешные проекты
      хотел написать похожий коментарий.

      .

      Лучше начать 2 проекта и довести их до серийного производства, чем начать разработку десяти и не завершить ни одного.

      .

      Надо доводить дела до конца, или не начинать их вовсе

  • 1
    SergeySeverny SergeySeverny
    30.08.1604:19:31

    очень интересная идея, Ржанов был бы доволен

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,