फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के आधार पर नई गैर-वाष्पशील फेरोइलेक्ट्रिक रीडिंग मेमोरी

हम सभी जानते हैं कि आधुनिक फास्ट रैम मॉड्यूल का लगभग एकमात्र दोष है - ऊर्जा की अस्थिरता, बदले में, लंबी अवधि के ड्राइव के लिए वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देता है। प्रकृति संचार में वर्णित एक नए प्रकार की स्मृति का प्रोटोटाइप, गति, पहनने और कम बिजली की खपत और गैर-अस्थिरता दोनों को जोड़ती है।

नई प्रकार की मेमोरी बिस्मथ फेराइट के आधार पर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में बर्कले राममूर्ती रमेश में भौतिक वैज्ञानिक और सिंगापुर युनलिन वैंग में नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी में ऑक्साइड सामग्री के विशेषज्ञ के आधार पर बनाई गई थी।

साधारण शून्य और कंप्यूटर मेमोरी के बिट्स की इकाइयों को दो ध्रुवीकरण राज्यों में से एक के रूप में बिस्मथ फेराइट द्वारा दर्शाया जा सकता है। फेरोइलेक्ट्रिकिटी की भौतिक घटना के कारण वोल्टेज लागू होने पर उनके बीच स्विच करना संभव है। अन्य सामग्रियों पर आधारित फेरोइलेक्ट्रिक रैम पहले से ही बाजार में है, और इसकी गति अधिक है। लेकिन तकनीक व्यापक नहीं है क्योंकि थोड़ा पढ़ने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला विद्युत संकेत इसे रीसेट करता है, इसलिए डेटा को हर बार फिर से लिखना होगा। लंबे समय में, यह विश्वसनीयता में गिरावट की ओर जाता है।

रमेश और वैन ने सूचना को नष्ट किए बिना मेमोरी सरणियों को पढ़ने के लिए बिस्मथ फेराइट के गुणों में से एक का उपयोग करने का एक तरीका पाया। 2009 में, रटगर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि सामग्री में दृश्य स्पेक्ट्रम में फोटोइलेक्ट्रिक गुण हैं। इसका मतलब यह है कि जब सामग्री रोशन होती है, तो एक विद्युत वोल्टेज बनाया जाता है, जिसका आकार भी ध्रुवीकरण की स्थिति पर निर्भर करता है। यह वोल्टेज रिकॉर्ड किया जा सकता है, एक ही समय में, उज्ज्वल प्रकाश सामग्री के ध्रुवीकरण की स्थिति को नहीं बदलता है और इसके साथ दर्ज की गई जानकारी को रीसेट नहीं करता है।

अध्ययन के दौरान, प्रयोगों का प्रदर्शन किया गया, जिसके दौरान धातु ऑक्साइड पर बिस्मथ फेराइट फिल्मों को उगाया गया, फिर इसे चार स्ट्रिप्स में उतारा गया। चार धातु स्ट्रिप्स कुछ कोणों पर शीर्ष पर रखे गए थे। संपर्क क्षेत्र में 16 वर्ग क्षेत्रों ने मेमोरी कोशिकाओं की तरह व्यवहार किया, और धातु और धातु ऑक्साइड ने अपने निष्कर्ष का गठन किया। उनकी मदद से, कोशिकाओं को ध्रुवीकृत किया गया था, फिर उन्हें प्रकाश से रोशन किया गया था और शून्य और एकता के लिए दो वोल्टेज मान दर्ज किए गए थे।

पढ़ने और लिखने के लिए 10 नैनोसेकंड से कम की आवश्यकता होती है, और लिखने के लिए 3 वोल्ट के वोल्टेज की आवश्यकता होती है। तुलना के लिए: फ्लैश मेमोरी पर आधारित गैर-वाष्पशील रैम के लिए लगभग 100 हजार गुना अधिक समय की आवश्यकता होती है और रिकॉर्डिंग के लिए 15 वोल्ट की आवश्यकता होती है।

सैन वुक चुन, जिन्होंने इस प्रभाव की जांच की, ने परिणामों को 2009 की खोज का पहला व्यावहारिक उपयोग कहा। हालांकि, सेमीकंडक्टर रिसर्च कॉरपोरेशन (नॉर्थ कैरोलिना) के एक सामग्री वैज्ञानिक विक्टर झिरनोव का मानना ​​है कि वास्तविक उपयोग से पहले प्रौद्योगिकी को कम से कम और कम से कम प्रतिस्पर्धा का सामना करना पड़ेगा। आधुनिक फ्लैश मेमोरी 22 एनएम से एक प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है, और प्रोटोटाइप फोटोवोल्टिक मेमोरी में 10 माइक्रोमीटर की चौड़ाई होती है।

रमेश का मानना ​​है कि आकार के बराबर अन्य प्रकार की मेमोरी कोशिकाओं को कम करने के लिए कोई मौलिक बाधाएं नहीं हैं, हालांकि तकनीकी कठिनाइयां संभव हैं। इसके अलावा, न केवल पूरे मेमोरी मॉड्यूल को रोशन करने के लिए लघु ऑप्टिकल फाइबर विकसित करना होगा, बल्कि इसका केवल एक हिस्सा है।
Nature.com से सामग्री के आधार पर।
गैर-वाष्पशील मेमोरी (अंग्रेजी, 2013) पर शोध रिपोर्ट ।
बिस्मथ फेराइट के फोटोइलेक्ट्रिक गुणों के अध्ययन पर रिपोर्ट (अंग्रेजी, 2009)।