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Elektromechanische Speichervorrichtung im Nanomaßstab

Elektromechanische Speichervorrichtung im Nanomaßstab

Bei der Datenspeicherung haben sich Dichte und Dauer immer in entgegengesetzte Richtungen bewegt: Je mehr Dichte, desto weniger Dauer. Zum Beispiel sind in Stein gemeißelte Informationen nicht sehr dicht, aber sie können Tausende von Jahren dauern, während die heutigen Siliziumspeicherchips viele Informationen speichern können, jedoch nur für einige Jahrzehnte.

Forscher des LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) und der University of California (UC) Berkeley haben diese Tradition jedoch beendet, indem sie ein neues Speichermedium erfunden haben, das tausende Male mehr Informationen in 2,5 cm2 als herkömmliche Chips speichern und konservieren kann. seit über einer Milliarde Jahren!

Das neue elektromechanische Speichervorrichtung im Nanomaßstab schreibt und liest Daten basierend auf der Position eines Eisennanopartikels in einer Kohlenstoffnanoröhre.

"Wir haben einen neuen digitalen Speichermechanismus entwickelt, der aus einem Shuttle besteht, das aus einem kristallinen Eisennanopartikel besteht, der in die innere Vertiefung eines mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchens eingebettet ist", sagte der Physiker Alex Zettl, der die Forschung leitete. „Mit dieser Kombination aus Nanomaterialien und Wechselwirkungen haben wir ein Speichergerät geschaffen, das beide Eigenschaften aufweist: ultrahohe Dichte und extrem lange Lebensdauer; und in dem es mit den herkömmlichen Spannungen geschrieben und gelesen werden kann, die bereits in digitalen elektronischen Geräten verfügbar sind. “

Zettl, einer der weltweit führenden Forscher für nanoskalige Geräte und Systeme und Direktor des UC Berkeley Integrated Nanomechanical Systems Cento, ist der Hauptautor der Arbeit, die online im Nano Letters Magazine unter dem Titel „Nanoscale Reversible Massentransport für das Archivgedächtnis. "

Die wachsende Nachfrage nach digitalem Speicher für Videos, Bilder, Musik und Text erfordert ein Speichermedium, das immer mehr Daten auf Chips speichert, die immer kleiner werden.

Um diese Frage zu lösen, haben Zettl und seine Mitarbeiter ein programmierbares Speichersystem entwickelt, das auf einem beweglichen Teil basiert, einem Eisennanopartikel, der in Gegenwart eines elektrischen Niederspannungsstroms in einem Nanoröhrchen auf und ab bewegt werden kann. Carbon mit außergewöhnlicher Präzision. Die Position des Nanopartikels innerhalb der Röhre kann direkt durch eine einfache elektrische Widerstandsmessung abgelesen werden, wodurch es als nichtflüchtiges Speicherelement mit möglicherweise Hunderten von binären Speicherzuständen fungieren kann.

Laut Zettl hat das neue System eine Informationsdichte von bis zu einer Billion Bits pro 2,5 cm2 und eine thermodynamische Stabilität von mehr als einer Milliarde Jahren. "Da das System auf natürliche Weise hermetisch abgedichtet ist, bietet es außerdem einen eigenen Schutz gegen Umweltverschmutzung", fügte er hinzu.

Die elektrischen Niederspannungs-Schreib- / Lesefähigkeiten des Speicherelements dieser elektromechanischen Vorrichtung erleichtern die Integration in großem Maßstab und sollten auch dessen Einbau in aktuelle Siliziumverarbeitungssysteme erleichtern. Daher schätzt Zettl, dass die Technologie in den nächsten zwei Jahren auf den Markt kommen und erhebliche Auswirkungen haben könnte.

Quelle: Azonano

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