科学者たちは革新的な超分子メモリスタ ナノ RRAM を開発し、高速抵抗スイッチングと不揮発性ストレージ機能を実証しました。この画期的な進歩は、高度なデータ ストレージ テクノロジへの道を切り開き、ビッグ データと人工知能の時代のニーズを満たす重要な一歩を示します。
ビッグデータと高度な人工知能の時代では、従来のデータ保存方法では不十分になりました。大容量でエネルギー効率の高いストレージ ソリューションの需要を満たすには、次世代テクノロジーを開発することが重要です。
その中でも、抵抗変化型ランダム アクセス メモリ (RRAM) は、抵抗レベルの変化に依存してデータを保存します。 Angewandte Chemie 誌に掲載された最近の研究では、ナノスケールのランダム アクセス メモリを構築する際の重要なコンポーネントの 1 つである超分子メモリスタを作成する方法を開拓した研究者チームの研究について詳しく説明しています。
メモリスタ (メモリレジスタの略) は、印加電圧に応じて抵抗を変化させます。しかし、分子スケールでメモリスタを構築することは大きな課題です。抵抗スイッチングは酸化還元反応によって実現でき、分子の荷電状態は溶液中の対イオンによって容易に安定化しますが、メモリスタに必要な固体接合ではこの安定化を達成するのが困難です。
今回、中国北京の清華大学のユアン・リー率いる研究チームは、超分子アプローチを選択した。これは双安定カテナンに基づいており、酸化状態と還元状態の両方で安定しており、正、負、または非荷電状態で存在することができます。カテナンは、鎖の 2 つのリンクのように絡み合う 2 つの高分子環からなるシステムですが、化学結合はありません。
メモリスタを構築するために、チームは硫黄含有化合物でコーティングされた金電極上にカテナンを堆積し、静電相互作用を通じて電極を結合させました。その上に、酸化ガリウムでコーティングされたガリウム - インジウム合金で作られた第 2 の電極を配置しました。カタンは、2 つの電極間に平坦な分子の自己組織化単分子層を形成します。 AuTS-S-(CH2)3-SO3-Na+//[2]カテナン//Ga2O3/EGaInと名付けられたこの組み合わせは、メモリスタを形成します。
RRAM の要求に応じて。これらの新しい超分子メモリスタは、印加電圧に応じて高抵抗状態 (オフ) と低抵抗状態 (オン) を切り替えることができます。これらの分子抵抗スイッチは、少なくとも 1,000 回の消去-読み取り (オン)-書き込み-読み取り (オフ) サイクルを達成します。オンとオフの間の切り替え時間は 1 ミリ秒より大幅に短く、市販の無機メモリスタと同等です。
分子スイッチは、オンまたはオフの設定状態を数分以内に「記憶」します。このため、これらは不揮発性記憶機能を備えた効率的な分子メモリスタの出発点として非常に有望です。さらに、これらはダイオードまたは整流器としても機能するため、分子ナノメモリスタの開発にとって興味深いコンポーネントになります。