Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 3606

Впервые испытали гибкий мемристор

Впервые испытали гибкий мемристор
Используя чернила с добавлением слоистых дисульфидов, российские ученые напечатали гибкий мемристор.

Ученые из Nokia и химического факультета МГУ впервые получили структуры со свойствами гибкого мемристора из материала на основе слоистого дисульфида молибдена и слоистого дисульфида вольфрама. Результаты их работы опубликованы в журнале NatureMaterials.

Мемристор — это особое устройство с эффектом памяти, способное хранить информацию о приложенном напряжении и протекающем через него токе, изменяя электрическое сопротивление. В одном мемристоре можно хранить информацию не только в двоичной системе, но и более сложным способом, когда запоминается несколько состояний материала в зависимости от приложенного напряжения. Такой способ хранения информации может повысить производительность компьютеров и позволить перейти к так называемым нейроморфным (т.е. напоминающим мышление человека) принципам вычислений. Существование мемристора было предсказано в начале 1970-х годов, а в 2008 году в компании Hewlett-Packard создали прототип твердотельного мемристора на основе диоксида титана. В будущем мемристоры, вероятно, составят конкуренцию обычной полупроводниковой флэш-памяти, заменят чипы оперативной памяти и жесткие диски, благодаря более высокой скорости записи и чтения и меньшему энергопотреблению.

Для печати гибкого мемристора изобретатели использовали лабораторный принтер, в котором — в отличие от обычного принтера — можно менять параметры капли чернил. Частички слоистых дисульфидов молибдена и вольфрама наносили с помощью растворных технологий. На гибкой полимерной подложке они напечатали сначала нижний контакт из серебра, нанесли активное вещество с дисульфидами, затем провели окислительную обработку поверхности, и поверх гетероструктуры напечатали верхний серебряный контакт. На получившийся элемент подавали небольшое напряжение в несколько сотен милливольт и одновременно замеряли плавающее изменение сопротивления. Интервал изменения электрического сопротивления мог достигать шести порядков (от 102 до 108 ом) с возможностью плавного переключения. Такая большая разница сопротивления позволит хранить информацию множества состояний мемристора.

Задача создать гибкие мемристоры возникла с появлением гибкой электроники — элементы которой можно печатать на промышленных струйных принтерах. Пока лишь считанное число научных групп ведут исследования в этом направлении. В частности, это сотрудники из Nokia Labs Skolkovo — Александр Бессонов и Марина Кирикова, а также сотрудник кафедры неорганической химии химического факультета МГУ Дмитрий Петухов, проходивший там стажировку. Они работали совместно с учеными из Nokia Technologies (Кембридж, Великобритания).

«Пока это фундаментальное исследование. До какого-то практического выхода нужно сделать еще очень много, горизонт коммерциализации таких устройств может составлять 5-7 лет», — сказал Дмитрий Петухов в телефонном разговоре порталу Научная Россия.

В последнее время ученые много экспериментируют со слоистыми дисульфидами переходных металлов. Этот перспективный класс материалов не так давно привлек к себе внимание специалистов в области электроники и оптоэлектроники, хотя подобные вещества давно используется в науке и разных отраслях производства. Слоистые дисульфиды молибдена и вольфрама аналогичны графену, они имеют относительно слабые химические связи между слоями, что позволяет их легко расслаивать, получая двумерные кристаллы. В качестве активного материала для мемристоров слоистые дисульфиды мало кто использует, а российской группе удалось создать гетероструктуры с соответствующими оксидами и зафиксировать на их основе эффект памяти с поразительно высокими характеристиками, превосходящими аналогичный параметр для графена на несколько порядков.

дисульфид вольфрама дисульфид молибдена мемристор

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.