Các dải nano graphene giúp bộ nhớ máy tính trở nên mạnh hơn và nhanh hơn

Như đã biết, tính chất quan trong nhất của một chip bộ nhớ là dung lượng, đặc trưng cho lượng thông tin mà nó có thể tích trữ. Để các máy tính ngày càng “mạnh” hơn, số lượng các chíp bộ nhớ trên mỗi đơn vị diện tích của bộ nhớ (còn gọi là mật độ lưu trữ của bộ nhớ) phải càng tăng. Theo định luật Moore, đại lượng này sẽ tăng theo hàm mũ! Và đã được nghiệm đúng trong hơn 20 năm qua. Mật độ lưu trữ hầu như phụ thuộc vào kích thước của các đơn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các dải nano graphene giúp bộ nhớ máy tính trở nên mạnh hơn và nhanh hơn Các dải nano graphene giúp bộ nhớ máy tính trở nên mạnh hơn và nhanh hơnNhư đã biết, tính chất quan trong nhất của một chip bộ nhớ làdung lượng, đặc trưng cho lượng thông tin mà nó có thể tích trữ.Để các máy tính ngày càng “mạnh” hơn, số lượng các chíp bộnhớ trên mỗi đơn vị diện tích của bộ nhớ (còn gọi là mật độ lưutrữ của bộ nhớ) phải càng tăng. Theo định luật Moore, đại lượngnày sẽ tăng theo hàm mũ! Và đã được nghiệm đúng trong hơn20 năm qua.Mật độ lưu trữ hầu như phụ thuộc vào kích thước của các đơn vịtế bào nhớ dùng để lưu trữ 1 bit thông tin, 0 hoặc 1. Do đó, tínhđúng đắn của định luật Moore phụ thuộc vào tốc độ thu nhỏ kíchcỡ của các đơn vị tế bào nhớ của các nhà khoa học. graphene, làmột màng cacbon với bề dày cỡ 1 nguyên tử, là vật liệu hứa hẹn,cho phép tạo nên các thiết bị nhỏ hơn 10nm và là giới hạn màcác linh kiện dùng sillcon không vượt qua được.Các dải nano graphene giúp bộ nhớ máy tính trở nên mạnh hơnvà nhanh hơn (Ảnh PhysicsWord)Đạt ngưỡng 10nmRoman Sordan ở Politecnico và các đồng nghiệp ở các trườngcao đẳng ở Stuttgart và Lausanne đã đạt đến kích cỡ 10nm bằngcách chế tạo 1 tế bào nhớ dựa trên các dải nano graphene, là mộtdạng graphene có bề diện nhỏ nhất có thể. “Hơn nữa, tiết diệncủa các tế bào nhớ mới quá nhỏ đến nổi nó cho phép đẩy mật độlưu trữ lên rất lớn”, Sordan nói. “Như vậy, chúng ta mong đợicác chip bộ nhớ làm từ các dải nano grapgene sẽ cho phép địnhluật Moore tiếp tục dự đoán tương lai”.Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các dải nano graphene bằng cáchlàm kết tủa các sợi V2O5 lên bề mặt graphene rồi làm mòn mẫunày bằng cách sử dụng chùm ion argon. Chùm ion argon sẽ dởbỏ các thành phần graphen không được bảo vệ bởi các sợi nano.Tách các sợi nano này đi, ta sẽ thu được các dải nano graphene.Các dải nano rất hẹpThuận lợi của phương pháp bào mòn bề mặt với các sợi nano làkỉ thuật này có thể tạo ra những dải nano rất hẹp với bề rộngchưa tới 20nm. Các dải này cũng có mép nhẵn hơn so với tiêuchuẩn in litô (lithography). Trong khi, các mép xần xùi thườngảnh hưởng tiêu cực đến đặc tính của thiết bị. Một ưu điểm kháccủa việc dùng các sợi V2O5 là chúng có thể dể dàng được gở bỏkhỏi mẫu bằng cách dội rửa mẫu bằng nước thường. Khá đơngiản và thân thiện với môi trường.Các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy rằng khi đảo cực các xungđiện ở cổng vào của thiết bị, các trạng thái đóng (bit 1) và mở(bit 0) cũng hoán đổi cho nhau. Bên cạnh, thiết bị có ứng dụngnày còn có khả năng “ghi nhớ” trạng thái khi ta tắt thiết bị vàmở lại nhanh sau đó. “Hiệu ứng ghi nhớ trạng thái này xuất pháttừ các điện tích xung quanh các dải nano, chúng được bẫy bởicác phân tử nước bám trên bề mặt SiO2 khi thiết bị được tạothành,” Sordan giải thích.Nhỏ và rất nhanhThiết bị này có thời gian chuyển (là thời gian cần thiết đểchuyển đổi trạng thái bộ nhớ, ví dụ từ bit 0 sang bit 1) nhỏ hơnkhoảng 1000 lần so với các thiết bị nhớ trước đó làm bằnggraphene hoặc các ống nano cacbon. Thời gian chuyển có liênhệ trực tiếp đến tần số cao nhất mà thiết bị có thể thực hiện.Đồng nghĩa với việc thời gian chuyển càng nhỏ, tốc độ ghi nhớcàng tăng. Trong khi, các thiết bị nhớ không những cần thiếtphải nhỏ mà càng phải rất nhanh.“Các tế bào nhớ của chúng ta tỏ ra rất mạnh mẽ và linh hoạt.Chúng có thể được dùng trong các bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên(RAM) và các tế bào nhớ ổn định và nhạy trong các ứng dụngcần mật độ lưu trữ rất lớn.