Дo нaстoящeгo врeмeни в кoмпьютeрныx устрoйствax испoльзoвaлaсь пaмять двуx типoв: 1)   энeргoнeзaвисмaя, нo oтнoситeльнo мeдлeннaя пaмять типa флeш; 2)   энeргoзaвисимaя быстрaя oпeрaтивнaя пaмять врoдe DRAM. Же идеальная память сочетает в себя преимущества обеих этих типов   — она должна -побывать) быстрой на запись и чтение, но при этом энергонезависмой и не разлагаться в том числе от многократных операций чтения. Именно такой тип памяти незамедлительно разрабатывают исследовательские коллективы разных компаний. Один из предлагаемых видов памяти   — Conductive Bridge RAM (CBRAM), модификация Resistive RAM (ReRAM).

CBRAM действительно сочетает в себе свойства оперативной памяти и флеш-памяти. Возлюбленная имеет простую структуру типа проводник-диэлектрик-проводник. Сопротивление ячейки CBRAM изменяется электрохимическим способом посереди двумя состояниями. Если приложить соответствующее напряжение, то металлическая нить формирует межсоединение в лоне двумя электродами, что соответствует низкому сопротивлению в состоянии ON. Нить можно в какой-то мере растворить на другом напряжении, возвращая ячейку в состояние высокого сопротивления   (OFF).

Ячейки быстрой трёхбитной памяти, напечатанные получи и распишись стандартном струйном принтере

Одно из самых перспективных направлений в разработке ReRAM   — качество ячеек памяти на струйном принтере. Этот процесс не требует применения литографии и чистой комнаты, много снижая себестоимость производства электроники. К тому же, используя подложку из дешёвой плёнки, автор этих строк получаем память, которая отлично подходит для гибкой электроники. А это существенно расширяет сферу применения электронных устройств.

Предыдущие исследования в области распечатки памяти возьми принтере фокусировались, в основном, на электрогидродинамических методах печати. К сожалению, на этот момент все устройства памяти, напечатанные стандартной техникой струйной памяти, требуют дополнительных этапов производства, таких как бы гальванопокрытие или литографическое структурирование.

Но сейчас физики из Мюнхенского университета прикладных наук нашли прием струйной печати CBRAM, который не требует дополнительной постобработки. Из принтера выходят кардинально готовые к использованию устройства резистивной оперативной памяти. Метод легко адаптировать для того рулонной технологии   — процесса изготовления электронных приборов на рулонах гибкого гибкость.

Ключевым элементом ReRAM является изолирующий слой, который представляет пространство в целях миграции ионов и создания металлических нитей. Многие материалы пробовали в этой роли, в фолиант числе Ag2S, ZnO, SiO2, GeSe и полимеры, при этом SiO2 показал самые хорошие характеристики переключения среди всех.

Немецкие физики применили во (избежание изолирующего слоя материал Honeywell Accuglass 111.   Это метилсилоксановый полимер какой содержит слой вышеупомянутого SiO2. На этот полимер затем наносятся несколько дополнительных слоёв сверху струйном принтере. Исследователи использовали стандартный коммерчески доступный струйный принтер FujiFilm Dimatix Materials Printer DMP-2850, какой применяется для печати разными материалами. В данном случае нужно три жидких материала:

• электропроводящий интеллигенция из наночастиц серебра;
• спиновое стекло (диэлектрик);
• электропроводящий органический полимер PEDOT:PSS.

В результате получаются ей-ей гибкие пластины с перезаписываемой оперативной памятью. По словам авторов научной работы, перезапись информации в такие устройства электрохимическим способом требует более или менее малого тока: 1   микроампер для записи, 0,5   вольт для переключения в состояние ON (организация металлического проводника) и отрицательный вольтаж −0,05   вольт для переключения в состояние   OFF.

Дикий тока (в наноамперах) и напряжение при записи, а также соответствующие им характеристики сопротивления и напряжения

Электрическое напряженка для перехода в состояние ON в отношении к температуре спекания спинового   стекла

Что самое важное, исследователи достигли скорости переключения из состояния ON в OFF и обратно в 300   наносекунд. Знать, память может работать на частоте 3,33   МГц. Это действительно быстрая реминисценция.

Интересно, что изготовляемые таким способом ячейки памяти потенциально являются многобитными. Так есть варьируя напряжение, можно устанавливать разное сопротивление в каждой ячейке памяти и таким образом вписывать в них не только   и 1, но и другие значения. Исследователи говорят, как будто каждая ячейка способна принимать восемь хорошо различимых между собой электронных состояний (как видим 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110   и 111, то есть три бита). Пока не совсем спору нет, как использовать трёхбитную память. Может быть, просто для повышения плотности хранения информации.

Без лишних разговоров плотность записи памяти на пластину зависит только от разрешения, с которым способен опубликовывать принтер. Модель DMP-2850   печатает ячейки 100×100 микрон, но любые улучшения в технологиях струйной печати в минуту приведут к повышению ёмкости памяти.

Одна ячейка памяти под микроскопом

Учёные надеются, будто печать гибкой электроники станет настолько же революционной технологий, как 3D-отпечаток из пластика. Любой человек сможет напечатать для своего домашнего прибора новую электронную плату или упрощенно допечатать оперативной памяти для персонального компьютера в случае необходимости.

Напечатанная мнемозина успешно выдержала 10   000 операция чтения на 0,1   В.

Научная упражнение опубликована в журнале Applied Physics Letters в апреле 2017   года (doi:10.1063/1.4978664).