Tech

อุปกรณ์หน่วยความจำที่อ่านได้ทั้งทางไฟฟ้าและทางแสง

อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่ใช้เซมิคอนดักเตอร์เพียงตัวเดียวที่รู้จักกันในชื่อ perovskite เพื่อจัดเก็บและส่งข้อมูลด้วยสายตาพร้อมกัน อุปกรณ์นี้พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยครูแห่งชาติไต้หวันและมหาวิทยาลัยคิวชู เป็นก้าวสู่การพัฒนาอุปกรณ์หน่วยความจำประสิทธิภาพสูง

เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้รวมเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปล่งแสงกับ แรมแบบต้านทาน ทั้งสองขึ้นอยู่กับเซมิคอนดักเตอร์ perovskite การผสานรวมนี้ทำให้สามารถอ่านข้อมูลแบบคู่ขนานและซิงโครนัสได้ทั้งแบบไฟฟ้าและแบบออปติคัลใน ‘หน่วยความจำแบบเปล่งแสง’

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดเก็บข้อมูล นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาทางเลือกอื่นในการปรับปรุงความเร็วให้ดียิ่งขึ้นและทำให้การผลิตง่ายขึ้น

RRAM จัดเก็บประจุในวัสดุที่สามารถสลับระหว่างสถานะความต้านทานสูงและต่ำเพื่อแสดงค่าและค่าศูนย์ . อย่างไรก็ตาม การวัดทางไฟฟ้าที่จำเป็นเพื่อตรวจสอบความต้านทานและอ่านค่าศูนย์ และค่าจาก RRAM สามารถจำกัดความเร็วโดยรวมได้

Chun-Chieh Chang ศาสตราจารย์ที่ National Taiwan Normal University กล่าวว่า “เมื่อเร็วๆ นี้ เพื่อแก้ปัญหานี้ RRAM ได้ถูกรวมเข้ากับ LED เพื่อพัฒนาสิ่งที่เรียกว่าความทรงจำที่เปล่งแสง ในกรณีนี้ ข้อมูลสามารถอ่านได้ด้วยการตรวจสอบว่า LED เปิดหรือปิดอยู่ การอ่านแบบออปติคัลเพิ่มเติมนี้ยังเปิดเส้นทางใหม่สำหรับการบรรทุกข้อมูลจำนวนมาก” light emitting memory

“อย่างไรก็ตามก่อนหน้านี้ เวอร์ชันของหน่วยความจำที่เปล่งแสงจำเป็นต้องมีการรวมอุปกรณ์สองชิ้นที่แยกจากกันด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน การประดิษฐ์ที่ซับซ้อน”

นักวิทยาศาสตร์เอาชนะข้อ จำกัด นี้โดยการเลือก perovskite ด้วยการควบคุมการย้ายถิ่นของไอออน นักวิทยาศาสตร์ของ perovskite ได้สร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว

light emitting memory
ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของหน่วยความจำแบบเปล่งแสง โดยแต่ละชั้นคีย์จะติดป้ายกำกับไว้ (มหาวิทยาลัยคิวชู/ ยาจู ลี)

การใช้ perovskite ที่ประกอบด้วยซีเซียม ลีดโบรไมด์ (CsPbBr3) ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลสามารถเขียน ลบ และอ่านด้วยระบบไฟฟ้าได้ในอุปกรณ์ perovskite เครื่องใดเครื่องหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็น RRAM พร้อมกันนั้น อุปกรณ์ perovskite ตัวที่สองสามารถส่งข้อมูลด้วยแสงไม่ว่าจะเขียนหรือลบข้อมูลผ่านการเปล่งแสงโดยทำงานเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปล่งแสงด้วยความเร็วในการส่งสูง

ยา- ของมหาวิทยาลัยครูแห่งชาติไต้หวัน จู ลี ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาด้วย กล่าวว่า “การใช้ชั้น perovskite เพียงชั้นเดียวระหว่างผู้ติดต่อ เราสามารถสร้างอุปกรณ์ที่ทำงานได้ทั้งแบบ RRAM และเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่เปล่งแสง ด้วยการใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนที่ของไอออนิกแบบสลับทางไฟฟ้าที่รวดเร็ว ซึ่งช่วยให้เกิดการทำงานแบบคู่นี้ในชั้นเดียวของ perovskite เราสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์สองเครื่องและพัฒนาหน่วยความจำ perovskite แบบอนินทรีย์แบบอนินทรีย์ทั้งหมดได้”

ต่อมา โดยใช้จุดควอนตัมของ perovskite ที่มีขนาดต่างกันสองขนาดสำหรับอุปกรณ์ทั้งสองในหน่วยความจำแบบเปล่งแสง นักวิทยาศาสตร์ได้สีการแผ่รังสีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าหน่วยความจำนั้นถูกเขียนขึ้นหรือไม่ หรือถูกลบ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้แบบเรียลไทม์ของหนึ่งและศูนย์

คาโอรุ ทามาดะ ศาสตราจารย์ที่มีชื่อเสียงจากสถาบันเคมีและวิศวกรรมวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยคิวชู

    กล่าวว่า , “การสาธิตนี้ขยายขอบเขตการใช้งานของหน่วยความจำที่เปล่งแสงทั้งหมด perovskite ที่พัฒนาขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและสามารถทำหน้าที่เป็น กระบวนทัศน์ใหม่ของการผสมผสานการทำงานร่วมกันระหว่างองศาอิสระทางอิเล็กทรอนิกส์และโฟโตนิกในวัสดุ perovskite” light emitting memory

    “จาก เครือข่าย multicast mesh ไปจนถึงระบบเข้ารหัสข้อมูล การค้นพบนี้มีศักยภาพสำหรับการใช้งานจำนวนมากในเทคโนโลยียุคหน้า” light emitting memory

    การอ้างอิงวารสาร:
      Meng-Cheng Yen, Chia-Jung Lee และคณะ ควอนตัมจุดควอนตัม perovskite อนินทรีย์อนินทรีย์ทั้งหมด การสื่อสารธรรมชาติ (2564). ดอย:
      10.1038/s41467-021-24762-w

        เทค มาร์เก็ตติ้งดิจิทัล (Digital Marketing)

    Back to top button