Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Paměťové superbuňky z grafenových nanovláken jako ze sci-fi světa ... realitou

Opět jsme tu po pár týdnech se zprávou o využití grafenu, které možná posune daný segment IT průmyslu o několik kroků dále. Čerstvou novinkou je to, že se výzkumníkům z Německa, Švýcarska a Itálie podařilo vytvořit paměťové buňky z extrémně úzkých grafenových nanovláken (do značné míry jde o podobný výzkum jako v USA), které jsou daleko menší než konvenční paměťové buňky tvořené stávajícími technologiemi na křemíkové bázi...
Konstrukce z grafenových nanovláken

Asi netřeba zdůrazňovat, že nejdůležitějším parametrem pamětí libovolného typu je vedle jejich rychlostí to, kolik informace dokáží uchovat v daném prostoru. Kapacita pamětí nám posledních 20 let roste pokud ne přímo exponenciální řadou, tak něčím, co ji připomíná a Mooreův zákon tak stále platí. Grafenová nanovlákna jsou potenciální cestou, jak jeho platnost nadále prodlužovat, jejich uspořádání totiž jako každý správný grafenový produkt zabírá "na výšku" pouze jeden atom a i díky svým elektrickým a mechanickým vlastnostem skýtá tento materiál, za nějž byla udělena letošní Nobelova cena za fyziku, cestu až za hranici 10nm výroby - právě na zhruba 10nm hranici narazí stávající technologie na krajní mez fyzikálních možností křemíkového postupu výroby.

S grafenem se laboratořích evropských vědců již podařilo na 10nm hranici dosáhnout. Využívají přitom zajímavý postup. Nejprve pomocí nanovláken vzorce V2O5 (oxid vanadičný) uchycených na grafenovou strukturu vytvoří jakousi "formu". Přebytečný grafen nechráněný touto nanesenou strukturou nanovláken je následně odstraněn argonovým iontovým paprskem, což je klíč k metodě formování vlastních grafenových nanovláken, která zůstanou jediným prvkem ve struktuře po odstranění formy z nanovláken V2O5. Právě tato metoda výroby grafenové struktury ve "formě" umožňuje dostat se na méně než 20nm velikost. Vlákna také mají hladší okraje než nabízejí konvenční litografické postupy - ostré okraje přitom typicky degradují charakteristiku výsledného produktu. A v čem je skvělý oxid vanadičný? Inu, pokud jste nenahlédli do odkazu, pak vězte, že tím, že jej lze ze struktury následně odstranit obyčejným opláchnutím vodou.

Výzkumníci dále objevili, že ve výsledné struktuře lze řídící elektrodou vytvořených tranzistorů (gate - bavíme se o unipolárním tranzistoru) přepínat mezi dvěma stavy (tedy logickou 0 a 1) a "zařízení" si tento stav uchová i poté, kdy dojde k resetu napětí na gate. Paměťový efekt je patrně zapříčiněn nábojem obklopujícím nanovlákna, která jsou "uchycena" molekulami vody adsorbovanými (to není překlep: adsorbce) na substrátu z oxidu křemičitého (SiO2), na němž je celé "zařízení" umístěno. Jinak řečeno nanovlákna tak disponují paměťovým efektem nejspíše díky jednoduchému mechanismu, kdy se vodní páry ze vzduchu váží k hydrofilnímu (= schopnému vázat vodu) substrátu a poté zachycují náboj přítomný v okolí nanovláken.

Zdá se vám to až moc krásné? Tak přitvrdíme: zařízení s grafenovými nanovlákny mají další nádhernou vlastnost, a sice to, že jejich doba potřebná k přechodu z jednoho stavu do druhého je o tři řády kratší než u dosavadních zařízení na bázi grafenu či uhlíkových nanotrubiček. Opět to řekněme jinak: grafenová nanovlákna mají 1 000× rychlejší odezvu než dosavadní struktury.

V součtu tu tak máme nové využití grafenu, které dává daleko menší a daleko rychlejší paměti, které si navíc umí zachovat stav i po odpojení napájení a mají tak potenciál nahradit jak superrychlé paměťové čipy na DIMM modulech či grafických kartách, stejně jako flash paměti a to vše při současně daleko vyšší výhledové kapacitě. Jestli také máte dojem, že sníte, zkuste si dát facku.

Vědci nyní začínají pracovat na využití této nové technologie ke konstrukci digitálních logických hradel, dalšího elementárního prvku počítačových obvodů, který je potřeba, pokud bychom se měli bavit o počítači tvořeném kompletně grafenovými čipy. Z grafenu jako takového již logická hradla mají, ale myslí si, že daleko lepší budou ty z grafenových nanovláken.

Ano, křemíku asi definitivně odzvonilo, to se ví už léta, jen se výrobcům daří prodlužovat jeho agonii. Něco musí nastoupit tam, kde křemík skončí a tím něčím velmi pravděpodobně bude grafen.

Tagy: 
Zdroje: 

David Ježek

Dlouholetý zdejší redaktor (2005-2017), příznivec open-source rád píšící i o ne-IT tématech. Odpůrce sw patentů a omezování občanských svobod ve prospěch korporací. Fanoušek Asimova, Kinga, Feynmana, Sudka, 70mm filmu, sf/vf filmu, Fomapanu 400, starých dobrých her, 99% čokolády, indické kuchyně, domácího kváskového chleba a řady dalších věcí.

více článků, blogů a informací o autorovi

Diskuse ke článku Paměťové superbuňky z grafenových nanovláken jako ze sci-fi světa ... realitou

Čtvrtek, 18 Listopad 2010 - 14:51 | ondra1 | 10 milionu cyklu zapisu to je docela dobre ne?...
Čtvrtek, 18 Listopad 2010 - 14:48 | ondra1 | Pokud někdo koupil patent a nevyužívá ho, tak pro...
Úterý, 16 Listopad 2010 - 16:05 | rman | "Jestli také máte dojem, že sníte, zkuste si...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 20:28 | mamlasos1 | To je blbost, řadu lepších technologií mají na...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 19:59 | JVc | jsou v sufleti a cekaji az zastara soucasna...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 18:06 | mamlasos1 | Super technologie ale kolik takových už tady bylo...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 17:50 | Sukuma Ubhada | Do buducnosti budu viac ako vykonnostne parametre...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 14:16 | paco | z abstraktu (clanek za paywallem): operacni...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 11:20 | borowitz | To nez nekdo zacne vyrabet tak budeme v duchodu...
Pondělí, 15 Listopad 2010 - 11:11 | Ariael | i ten "pomaly" grafenovy tranzistor...

Zobrazit diskusi