In questa immagine schematica (in alto) e al microscopio elettronico a trasmissione, un nanofilo di silicio è mostrato circondato da una pila di sottili strati di materiale chiamati dielettrici, che immagazzinano la carica elettrica. Gli scienziati del NIST hanno determinato la migliore disposizione per questo stack dielettrico per la costruzione ottimale di dispositivi di memoria basati su nanofili di silicio. Credito:Schematic Zhu, GMU. TEM Bonevich, NIST.
(PhysOrg.com) -- Un recente studio del National Institute of Standards and Technology potrebbe aver rivelato le caratteristiche ottimali per un nuovo tipo di memoria per computer attualmente in fase di sviluppo. Il lavoro, eseguita in collaborazione con ricercatori della George Mason University (GMU), mira a ottimizzare i dispositivi di memoria ad intrappolamento di carica basati su nanofili, potenzialmente illuminando il percorso verso la creazione di computer portatili e telefoni cellulari in grado di funzionare per giorni tra una sessione di ricarica e l'altra.
La tecnologia nascente si basa sul silicio formato in minuscoli fili, di circa 20 nanometri di diametro. Questi "nanofili" costituiscono la base della memoria non volatile, mantenendo il suo contenuto anche quando l'alimentazione è spenta, proprio come la memoria flash nelle chiavette USB e in molti lettori mp3. Tali dispositivi a nanocavi sono oggetto di studi approfonditi come possibile base per la memoria del computer di prossima generazione perché mantengono la promessa di archiviare le informazioni più velocemente e a un voltaggio più basso.
I dispositivi di memoria nanowire hanno anche un ulteriore vantaggio rispetto alla memoria flash, che nonostante i suoi usi non è adatto per uno dei banchi di memoria più cruciali in un computer:la memoria cache locale nel processore centrale.
"La memoria cache memorizza le informazioni che un microprocessore sta utilizzando per l'attività immediatamente a portata di mano, " dice il fisico del NIST Curt Richter. "Deve funzionare molto rapidamente, e la memoria flash non è abbastanza veloce. Se riusciamo a trovare un digiuno, forma di memoria non volatile per sostituire i chip attualmente utilizzati come memoria cache, i dispositivi informatici potrebbero ottenere ancora più libertà dalle prese di corrente e pensiamo di aver trovato il modo migliore per aiutare i nanofili di silicio a fare il lavoro".
Sebbene il team di ricerca non sia affatto l'unico gruppo di laboratorio al mondo a lavorare sui nanofili, hanno sfruttato i talenti del NIST nella misurazione per determinare il modo migliore per progettare dispositivi di memoria ad intrappolamento di carica basati su nanofili, che deve essere circondato da sottili strati di materiale chiamati dielettrici che immagazzinano la carica elettrica. Utilizzando una combinazione di modellazione software e caratterizzazione di dispositivi elettrici, il team del NIST e del GMU ha esplorato un'ampia gamma di strutture per i dielettrici. Sulla base della comprensione acquisita, Richter dice, un dispositivo ottimale può essere progettato.
"Questi risultati creano una piattaforma per gli sperimentatori di tutto il mondo per approfondire l'approccio basato sui nanofili alla memoria non volatile ad alte prestazioni, "dice Qiliang Li, assistente professore di Ingegneria Elettrica e Informatica presso GMU. "Siamo ottimisti sul fatto che la memoria basata su nanofili sia ora più vicina all'applicazione reale".
