Современные CMOS-технологии, используемые для производства чипов и полупроводниковых приборов, уже вплотную приближаются к атомарному уровню. В соответствии с этим, к такому же уровню должны "подтягиваться" и другие технологии, что позволит размещать на кристаллах гибридных чипов как традиционные полупроводниковые компоненты, так и компоненты на основе различных экзотических материалов. Одним из таких компонентов может стать новый вид молекулярной памяти, разработанный специалистами из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса. Ячейка такой памяти представляет собой молекулу, состоящую из нескольких атомов, а принцип работы этой ячейки основан на изменении формы молекулы в результате воздействия на нее электрическим током.
В данной технологии используется метод инжекции электронов. Но вместо того, чтобы насытить электроды крохотного конденсатора, изменить направление спина или сделать что-то другое, электрический ток изменяет кристаллическую структуру прозрачного слоя дителлурида молибдена (MoTe2). Изменения кристаллической структуры носят полностью обратимый характер, а один из двух видов кристаллической структуры соответствует значению 0 или 1, записанных в эту ячейку памяти. При этом, для изменения кристаллической структуры материала требуется гораздо меньшее количество энергии, чем для переключения ячейки памяти на основе эффекта фазовых переходов.
Ключевым моментом данной технологии является использование дителлурида молибдена, материала из класса переходных дихалькогенидов. Условно двухмерный слой такого материала, толщиной в несколько атомов, обладает кристаллической решеткой, способной находиться в двух стабильных состояниях, в симметричном 2H и наклонном T1. Если кристаллическая решетка дителлурида молибдена находится в состоянии 2H, то материал обладает полуметаллическими свойствами и обладает относительно низкой электрической проводимостью, в случае кристаллической решетки T1, материал демонстрирует явные металлические свойства и высокую электрическую проводимость.
Исследователи из Беркли провели ряд экспериментов с различными материалами, которые могут изменять вид кристаллической решетки под воздействием электрического тока. Окончательный выбор пал на дителлурид молибдена из-за того, что этот материал обладает еще и особенными фотонными свойствами. В конечном счете исследователи планируют создать целую библиотеку тонкопленочных элементов из этого материала, которые могут использоваться в компьютерных чипах, в фотонных и оптических технологиях, в том числе и в солнечных батареях.
286
