Физики из ИТМО разработали сверхтонкий материал для «умной» памяти

Ученые Университета ИТМО создали ультратонкие кристаллы, способные работать как мемристоры — элементы памяти в нейроподобной электронике, сообщает ИТМО News. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.

Физики разработали кристаллы толщиной всего 4 нм — менее одной десятитысячной толщины человеческого волоса. Они основаны на металл-органических каркасах и формируются в двумерные структуры при обычных условиях: буквально на воздухе. Такой подход не требует дорогостоящего литографического оборудования и делает технологию потенциально дешевой и масштабируемой

Металл-органические каркасы состоят из органических молекул, связанных между собой ионами металлов. Это прочные материалы, которые обладают свойствами как неорганических, так и органических веществ. При этом такие структуры меняют проводимость под воздействием внешнего электрического поля: переходят от проводящего состояния к диэлектрическому и обратно.

Большинство подобных каркасов — трехмерные, что усложняет их применение в наноэлектронике. В ИТМО предложили метод преобразования 3D-структур в 2D. Ученые обнаружили, что при синтезе с участием нескольких органических соединений (лигандов) объемные кристаллы самопроизвольно расслаиваются на тонкие пластины — без специальных условий.

Сначала исследователи нагревают раствор 1,2-бипиридилэтилена, 2,6-нафталендикарбоксилата и нитрата цинка в течение 48 часов, после чего получают нужные 3D-кристаллы. При сушке на воздухе координационные связи между слоями разрушаются, и структура самопроизвольно превращается в 2D. Затем с помощью клейкой ленты можно отделить отдельные слои и использовать их в устройствах.

В одном объемном кристалле может быть до десятка отдельных слоев, поэтому после разрушения структуры мы сразу получаем несколько 2D-кристаллов. До нас такие опыты уже проводились, но никто не показывал, что все происходит самопроизвольно — буквально на воздухе. Это сильно упрощает и удешевляет производство.

Семен Бачинин, соавтор исследования

Кристаллы сохраняют информацию более двух часов и выдерживают свыше 100 циклов переключения между состояниями высокой и низкой проводимости. При этом отношение сигнал/шум достигает 1400, что делает их перспективными для создания стабильных мемристоров. Они нужны для создания энергоэффективных систем памяти, микрооптических устройств и нейроморфных вычислительных архитектур, имитирующих работу мозга.


Читать далее:

Миллионы «невидимых» людей: ученые нашли ошибку в оценке населения Земли

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды

Иллюстрация на обложке: Изображение от creativeart на Freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Древний кинжал нашли в Твери: ученые выяснили его возраст
Наука
Редкое астрономическое явление можно увидеть уже в эту пятницу
Космос
Ученые раскрыли, как появились невозможные черные дыры
Космос
Минпромторг закроет параллельный импорт ноутбуков и серверов HP и Fujitsu
Новости
При Трампе пошлины на азиатские солнечные панели выросли до рекордных 3521%
Новости
ИИ помог выиграть 36 млн в лотерею: можно ли это повторить
Новости
Зонд «Люси» сфотографировал астероид необычной формы
Космос
Крупнейшая структура во Вселенной больше и ближе к Земле, показывают гамма-всплески
Космос
Разработан метод для быстрого обнаружения ДНК в образце с помощью света вместо ПЦР
Наука
Huawei выпускает чип Ascend 910C в ответ на торговые ограничения для Nvidia
Новости
Создана упаковка для транспортировки и длительного хранения донорской крови
Наука
Теорию относительности Эйнштейна проверят на орбите Земли
Космос
«Фабрику» железного века по производству краски нашли в Израиле: она проработала 500 лет
Наука
В Японии испытали летающие молниеотводы: дроны, которые привлекают молнии
Новости
Шимпанзе впервые попали на видео во время «вечеринки» с алкоголем
Наука
В Госдуме хотят проверять владельцев российских сайтов через Госуслуги
Новости
Физики разработали кубиты с увеличенным временем жизни для квантовых устройств
Наука
Астрономы подтвердили открытие первой «одинокой» черной дыры
Космос
Создан металл, который не теряет прочности при самых экстремальных температурах
Наука
Сколько яиц и кулича можно съесть на Пасху: врачи назвали допустимую норму
Наука