Графен – тема модная как с точки зрения фундаментальной науки, так и прикладной. Неудивительно, что на возможность применения мультиграфена (несколько слоев графена) во флэш-памяти обратили внимание в ИФП СО РАН. В частности, ученые исследовали принцип ее действия на основе инжекции (впрыскивания) и хранения электрического заряда в запоминающей среде (мультиграфене), сообщает издание «Наука Сибири».
Кроме мультиграфена, необходимыми компонентами такой флеш-памяти являются туннельный и блокирующий слои. Первым изготавливается из оксида кремния, второй, как правило, из диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости.
Эффективность флеш-памяти зависит от работы, которая тратится на удаление электрона из вещества. А у мулитиграфена очень большая работа для выхода электронов, около 5 эВ (электронвольт). Из-за этого на границе мультиграфена и оксида кремния величина потенциального барьера увеличена, поясняют ученые, и составляет примерно 4 эВ.
Мультиграфен, «зажатый» между туннельным и блокирующим оксидами, представляет собой глубокую потенциальную яму, куда заряд скидывается и потом долго хранится. Это дает возможность оптимизировать геометрию флеш-памяти, например, использовать более тонкий туннельный слой.
— Так как для флеш-памяти на основе мультиграфена требуется тонкий туннельный слой, то быстродействие повышается в два-три раза. Мы можем использовать более низкие напряжения перепрограммирования, а большая работа выхода позволяет долго хранить инжектированный заряд, — пояснил принцип действия новой флеш-карты старший научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН Юрий Новиков.
Тем не менее, данные все равно не смогут храниться вечно: за счет туннельного эффекта инжектированный заряд со временем уменьшается, стекает.
- Чтобы по истечении десяти лет информацию во флеш-памяти можно было распознать, требуются довольно толстые туннельный и блокирующие слои, - рассказал ученый.
Говорить о масштабном производстве флеш-памяти на основе мультиграфена пока рано. Сейчас ученые занимаются фундаментальными исследованиями. Для коммерческого применения в России требуется завод с современными технологиями. По оценкам исследователей, стоить он будет около пяти миллиардов долларов.