Computerspeicher auf der Ebene einzelner Atome

Die Ingenieure an der University of Texas in Austin haben den bisher kleinsten Datenspeicher entwickelt. Die Studie, deren Ergebnisse kürzlich in Nature Nanotechnology (https://www.nature.com/articles/s41565-020-00789-w)veröffentlicht wurden, basiert auf einer Entdeckung, die vor zwei Jahren gemacht wurde, als ein rekordverdächtig dünneres Gerät namens "Atomizer" zur Speicherung von Informationen gebaut wurde. In dieser neuen Arbeit haben die Wissenschaftler die Größe weiter reduziert und die Querschnittsfläche auf nur noch einen Quadratnanometer verringert.

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Das Gerät gehört zur Kategorie der Memristoren, einem beliebten Forschungsgebiet der Datenaufzeichnungstechnik, das sich mit elektrischen Komponenten befasst, mit der Möglichkeit, den Widerstand zwischen zwei Anschlüssen zu verändern, ohne dass ein dritter Anschluss in der Mitte, d.h. das Gateway, erforderlich ist. Das bedeutet, dass sie kleiner sein können als bekannte Computerspeicher. Die neueste Version, die am Oak Ridge National Laboratory entwickelt wurde, verspricht eine Kapazität von etwa 25 Terabit pro Quadratzentimeter, was einer hundertmal höheren Speicherdichte pro Schicht entspricht als die auf dem Markt erhältlichen Flash-Speicherbausteine.

"Wenn ein einzelnes zusätzliches Metallatom in das nanoskalige Loch in einer Schicht eindringt und es füllt, verleiht es dem Material einen Teil seiner eigenen Leitfähigkeit, und dies führt zu einer Änderung der Eigenschaften oder der Wirkung der Datenspeicherung", erklärt der Forschungsdirektor Deji Akinwande die neue Idee. "Der Heilige Gral der Wissenschaft ist ein Abstieg zu einer Ebene, auf der ein einzelnes Atom die Gedächtnisfunktion kontrolliert, und das ist es, was wir in unserer neuen Forschung erreicht haben. Forscher haben Molybdändisulfid (MoS 2 ) verwendet, um ein rekordverdächtiges Speicherbauteil zu bauen, aber sie glauben, dass ihre Entdeckungen auf Hunderte von ähnlichen Materialien mit Schichtdicken nahe einem Atom angewendet werden können.