الکترونیک نانوسیمی: حافظه بدون درز

محققان سنگاپوری می‌گویند که با استفاده از نانوسیم‌های سیلیکونی عمودی می‌توان افزاره‌های حافظه غیرفراری ساخت که نیاز به اتصال‌های دوپ‌شده ندارند. نواب سینق و همکارانش از موسسه A*STAR و دانشگاه فنی یانیانگ برای ذخیره اطلاعات با استفاده از نانوسیم‌های عمودی روش بسیار مقیاس‌پذیری ارائه کرده‌اند. افزاره آنها شامل هیچگونه از اتصال‌هایی که معمولا در فناوری‌های سیلیکونی مرسوم استفاده می‌شوند، نیست و فضای خیلی کوچک‌تری اشغال می‌کند.

محققان سنگاپوری می‌گویند که با استفاده از نانوسیم‌های سیلیکونی عمودی می‌توان
افزاره‌های حافظه غیرفراری ساخت که نیاز به اتصال‌های دوپ‌شده ندارند. نواب
سینق و همکارانش از موسسه A*STAR و دانشگاه فنی یانیانگ برای ذخیره اطلاعات
با استفاده از نانوسیم‌های عمودی روش بسیار مقیاس‌پذیری ارائه کرده‌اند.
افزاره آنها شامل هیچگونه از اتصال‌هایی که معمولا در فناوری‌های سیلیکونی
مرسوم استفاده می‌شوند، نیست و فضای خیلی کوچک‌تری اشغال می‌کند.
 
(a) شمایی از این حافظه SONOS مبتنی بر کانال – نانوسیم – سیلیکون – عمودی بدون
اتصال. در لایه نیتریدی بالای ناحیه پایین (“B-bit”) و بالای (“T-bit”) این کانال سیم –
عمودی بارهای الکتریکی می‌توانند بطور مجزا ذخیره شوند. (b) تصویر TEM سطح مقطع این
افزاره. قطر این سیم ۲۰ نانومتر است، و طول گیت ۱۲۰ نانومتر است. پایین این نانوسیم
منبع افزاره است. (شکل کوچک) ضخامت‌های ONO به ترتیب برابر با ۵ – ۷ – ۷ نانومتر
است.
در یک افزاره نیمه‌رسانا – اکسید – فلزی تکمیلی (CMOS) یک اتصال، مرز نیمه‌رسانای
نوع n و نوع p که با افزودن ناخالصی‌های عملکردی بصورت انتخابی در بلور این نیمه‌رسانا
ایجاد می‌شود، است. در این افزاره جدید، سینق و همکارانش با انتخاب دقیق ماده گیت
بر اساس تابع کاری‌شان و حذف نیاز به هرگونه اتصال دوپ‌شده‌ای داخل این نانوسیم
سیلیکونی، یک اتصال الکتریکی ایجاد کردند. بارهای الکتریکی در یک فیلم نازک نیتریدی
که بین این سیم و گیت احاطه‌کننده ساندویچ شده و بوسیله لایه‌های نازک اکسیدی در دو
طرفش مجزا شده است، ذخیره می‌شوند.

سینق توضیح می‌دهد: “این نانوسیم‌ها بطور یکنواخت بدون اتصال‌ها دوپ می‌شوند و
رسانایی در سرتاسر آنها با یک گیت قرار گرفته در بخش مرکزی‌شان کنترل می‌شوند. ماده
گیت طوری انتخاب می‌شود که هنگام اعمال پتانسیل صفر روی گیت، نانوسیم بطور کامل
تخلیه می‌شود و جریان نمی‌تواند عبور کند؛ بنابراین یک حالت خاموش (OFF) ایجاد
می‌شود.”

مقدار بار الکتریکی که از نانوسیم داخل لایه نیتریدی تونل می‌زند، نیز تحت تاثیر
جریان عبوری از این نانوسیم است. مقادیر جریان مختلف، با عنوان “زیاد” یا “کم”، سبب
بدام افتادن تعداد مختلفی از بارها شده، مکان آنها در فیلم نیتریدی را نیز تحت
تاثیر قرار داده و بنابراین منجر به بیت‌های داده مختلفی می‌شوند.

این محققان باور دارند که این سیستمِ بدون اتصال می‌تواند نقش کلیدی در افزاره‌های
ذخیره‌سازی داده در آینده بازی کند.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی IEEE Electron Device
Letters منتشر کرده‌اند.