יבמ פיתחה טכנולוגיית זיכרון נוזלי כתחליף לרכיבי CMOS
2 אפריל, 2013
במקום להשתמש בזרם חשמלי כפי שנהוג כיום במוליכים למחצה, הרכיבים החדשים מופעלים באמצעות מטעני יונים זעירים אשר מגיעים לצומת הרכיב באמצעות נוזל ננומטרי אשר זורם בתוך צינוריות זעירות
קבוצת מדענים בראשותו של סטיוארט פרקין ממעבדת המחקר של חברת יבמ באלמדן, סן-חוזה, פיתחה טכנולוגיית זיכרון חדשה בעלת סיכוי להחילף את רכיבי הסיליקון מסוג CMOS המשמשים כיום לבניית שבבי זיכרון.
מאחורי התגלית מסתתרת מהפיכה בתפיסת הפעולה של המעגל החשמלי ובפיתוח חומרים חדשים. מחברת יבמ נמסר שהיא מתאימה לייצור שבבי זיכרון וגם רכיבים לוגיים בעלי צריכת אנרגיה נמוכה מאוד. במקום להשתמש בזרם חשמלי כפי שנהוג כיום במוליכים למחצה, הרכיבים החדשים מופעלים באמצעות מטעני יונים זעירים: תוספת או הסרה של יונים ברמת האטום, היא המקבילה למצב לוגי של "1" או "0" באלקטרוניקה המוכרת כיום. הפיתוח נחשף בגיליון החדש של כתב העת המדעי Science.
החוקרים גילו דרך לשנות את תכונות ההולכה של תחמוצות מתכתיות, בין מצב מבודד למצב מוליך – באמצעות תוספת או הסרה של יונים של חמצן, הפועלים בהשראת שדות חשמליים בממשק עם תחמוצת נוזלית.
כאשר החומר התחמוצתי המבודד על פי טבעו, עובר שינוי למצב של מוליך, הוא שומר על מצבו המתכתי גם לאחר כיבוי הזרם החשמלי. כלומר זוכר את המידע שהוזן לתוכו. מכאן שניתן לייצר רכיבי זיכרון בלא צורך בשמירה על זרם קבוע.
הטכנולוגיה הודגמה באמצעות שימוש בחומר התחמוצתי המבודד vanadium dioxide כשהוא משוקע בנוזל אלקטרוליטי מוטען ביונים חיוביים. התהליך המיר את החומר המבודד למצב מתכתי מוליך. החומר שמר על מצבו הזה עד לחשיפתו לתמיסה אלקטרוליטית אחרת שהוטענה ביונים שליליים, והמירה אותו בחזרה למצבו המבודד.
המעבר מרכיבים מבוססי זרם חשמלי לכאלה הפועלים על בסיס מטענים של יונים חשמליים לצורך שליטה באופי החומר, מציגה פוטנציאל לפיתוח סוגים חדשים של מכשירים ניידים. ראוי לציין שהדבר דורש פיתוח טכנולוגיות ייצור חדשות, שכן אבן הבניין המרכזית (שער) לא בנויה על-בסיס של צומת חצי-מוליך, אלא על-בסיס צומת המכיל נוזלים.
בתוך הרכיב יש צינורות זעירים המכילים שני נוזלים ננומטריים. הפעלת מתח חשמלי על נוזל אחד, גורמת לו לייצר שדה חשמלי אשר גורם לנוזל השני לספוח יוני חמצן מהחומר התחמוצתי המוצק המצוי מתחתיו. איבוד היונים מעביר את החומר התחמוצתי ממצב של מוליך חשמלי למצב של מבודד חשמלי, ולהיפך.
משמעות הדבר שהטכנולוגיה החדשה יכולה לפעול באמצעות מתחים בלבד וללא זרמים, ושיש צורך לייצר רכיבים בשיטות חדשות. בחברת יבמ מאמינים שהטכנולוגיה החדשה תאפשר לייצר רכיבים תלת-ממדיים אמיתייים. מעניין לראות מה הן התכונות התרמיות של הטכנולוגיה החדשה. עד כמה הרכיבים החדשים מתחממים תחת עומס, והאם הנוזלים הננומטרים מיועדים לשמש גם כמנגנון פנימי לסילוק חום.
פורסם בקטגוריות: חדשות , מדע , סמיקונדקטורס
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
