|
دانشمندان در دانشگاه پنسیلوانیا نانوسیمهایی را تولید کردند که قابلیت ذخیره‌سازی
اطلاعات را برای صد هزار سال دارند و قدرت بازیافت این قبیل حافظه‌ها نسبت به حافظه‌های
رایج از قبیل حافظه‌های فلش و افزاره‌های میکرونی، ۱۰۰۰ برابر سریعتر هستند. به طور
کلی این قبیل حافظه‌های نسبت به فناوری‌های رایج مربوط به حافظه‌های رایانه‌ای
دارای توان مصرفی پائین و فضای کم جهت ذخیره‌سازی اطلاعات هستند.
ریتش آگاروال استادیار دانشکده مهندسی مواد و همکارانش نانوسیم‌های خودآرای
ژرمانیم-آنتیموان-تلورید را تولید کردند که این ماده می‌تواند تغییر فاز داده و بین
ساختارهای کریستالی و آمورف سوئیچ شود. این تغییر فاز به عنوان کلید نوشتن و خواندن
اطلاعات رایانه‌ای می‌باشد.
ساخت اندازه‌های نانومتری که ۱۰۰ اتم در قطرشان وجود دارد، بدون لیتوگرافی مرسوم
آماده شده‌اند. روش تولید بالا به پائین به علت محدودیت‌های فضائی و کارآیی و
استفاده از مواد شیمیایی قوی در این پروسه، مواد غیر قابل استفاده‌ای تولید می‌کند.
در عوض این دانشمندان از یک روش خودآرا استفاده کردند. این روش مبتنی بر این بود که
کدام یک از واکنش‌دهندگان شیمیایی در رده‌های پائین خواهد توانست با فلزات
کاتالیستی در مقیاس‌نانو به طور خودبه‌خودی واکنش دهد و نانوسیمهایی دارای قطری
بین۳۰-۵۰ نانومتر و طولی در حدود ۱۰ میکرون تولید کند. سپس نانوسیم‌های تولید شده،
جهت استفاده به عنوان حافظه روی زیرلایه سیلیکاتی به کار برده شدند.
آگاروال می‌گوید: نتایج اندازه‌گیری روی نانوسیم‌ها را برای مقادیر جریانی حالت
نوشتن حافظه بررسی کردیم. سرعت سوئیچ کردن بین حالات آمورف و حالت کریستالی، دارای
دوام خیلی بالائی و زمان نگهداری اطلاعات بالائی بودند. نتایج اندازه‌گیری، توان
مصرفی فوق‌العاده پائینی را جهت ذخیره‌سازی اطلاعات در حدود mW/bit 7/0 نشان داد.
آنها همچنین نشان دادند که سرعت نوشتن اطلاعات، پاک کردن و قدرت بازیابی اطلاعات
نسبت به حافظه‌های فلش موجود در بازار ۱۰۰۰ برابر سریعتر صورت می‌گیرد. همچنین
حافظه‌های ساخته‌شده با این روش اطلاعات را تا صد هزار سال و بدون گم کردن قادر
است نگهداری کنند.
این نوع حافظه‌های جدید پتانسیل ایجاد انقلابی در روش‌های سهم‌بندی، انتقال و حتی
دانلود (Download) کردن سرگرمی برای مصرف کنندگان را دارا می‌باشد. این کارآیی،
روشی را جهت دسترسی و ذخیره‌سازی ساده‌تراطلاعات ارائه می کند.
حافظه‌های تغیر فاز در حالت کلی قدرت خواندن-نوشتن سریعتری و همچنین دوام بیشتر
اطلاعات و ساختار ساده‌تری را نسبت به حافظه‌های رایج از قبیل حافظه‌های فلش، دارا
می‌باشند. چالشی که در سر راه این قبیل حافظه‌ها وجود دارد، کاهش اندازه مواد تغییر
فاز‌دهنده با استفاده از تکنیک‌های لیتوگرافی مرسوم، بدون آسیب رساندن به خواص
مفیدشان است. نانوسیم‌های تغییر فاز‌دهنده و خود ساماندهی شده که توسط این محققان
تولید شده‌اند، توان مصرفی پائینی را ارائه می‌کنند و به راحتی قابل کوچک کردن می‌باشند.
فناوری‌های حالت جامد موجود برای تولید کارت‌های حافظه در دوربین‌های دیجیتال، و
نگهدارنده اطلاعات شخصی به طور موسوم از حافظه‌های فلش یا یک حافظه رایانه‌ای غیر
فرار و با دوام که می‌تواند به طور الکتریمی پاک و برنامه‌ریزی شود، استفاده می‌کنند.
اطلاعات داخل یک حافظه فلش از افزاره‌هایی که توان بالایی مصرف می‌کنند و دوام قابل
قبول و سرعت دسترسی اطلاعات قابل قبولی دارند، تهیه شده‌است.
هنوز محدودیت‌های فناورانه وجود دارند. دوربین‌های دیجیتال نمی‌توانند به سرعت عکس
بگیرند زیرا ثانیه‌ها طول می‌کشد که عکس گرفته‌شده‌در حافظه ذخیره شود. در Dramها و
Sramها که ذخیره‌سازی سریعتر است، اطلاعات فرار هستند. اگر دکمه روی رایانه فشار
داده شود، تمام اطلاعات روی رایانه پاک خواهد شد بنابراین ضروری است که یک حافظه
بتواند قابل مقیاس‌شدن، سریع، با دوام و غیر فرار باشد. یک ساختاری که هم اکنون در
دانشگاه پنسیلوانیا ارائه شده‌است.
نتایج این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.
|
