Datan tallentaminen valolla

Fotoni kääntää muistirakenteen binäärisen 0/1-tilan

Espanjalaisen ICMAB:n (Institute of Materials Science of Barcelona) -tieteilijät ovat tutkineet valovasteisia ferrosähköisiä materiaaleja, jotka on integroitu laitteisiin, joissa hyödynnetään nanoteknologiaa ja kvanttiefektejä.

"Materiaaleja, jotka osoittavat resistanssin muutoksia valaistuksen alla, on runsaasti, vaikka vaikutus on tyypillisesti epävakaa ja materiaali palautuu alkuperäiseen tilaansa hetken kuluttua", kertoo tutkimuksen ICMAB-tutkija Ignasi Fina. "Laskennassa ja datan tallennuksessa käytettäville laitteille sähköisen resistanssin haihtumaton optinen ohjaus olisi kuitenkin kiinnostava.

Tällä hetkellä optisten signaalien käyttämiseen haihtumattomaan datan varastointiin tarvitaan kaksi eri laitetta: optoelektroninen anturi ja muistilaite. ICMAB-tutkimuksessa nämä ominaisuudet yhdistetään fotoferrosähköiseen materiaaliin, jossa kyetään moduloimaan sen resistanssia pulssivalolla.

Ferrosähköisillä materiaaleilla on sähköisesti vaihdettava spontaani haihtumaton sähköpolarisaatio. Sellaisten materiaalien ferrosähköisissä ultrakalvoissa, jotka on sijoitettu sopivien metallien väliin, tapahtuvaa kvanttimekaanisen ilmiön vaikutusta kutsutaan tunnelointivirraksi. Tämä vaikutus mahdollistaa varausvirran kulun eristävän ferrosähköisen kerroksen yli määränä, joka riippuu sen polarisoitumisen suunnasta.

Tutkituissa rakenteissa käytetään ensin sähkökenttää kerran on/off-tilojen kirjoittamiseen ja se yhdistetään optisen stimuloinnin kanssa on/off-muutoksen edistämiseen ja resistanssin palauttamiseksi (suuresta pieneen ja päinvastoin). Havaittu optinen kytkin ei ole rajoitettu tutkittuihin materiaaleihin ja siten se avaa tien tämän ilmiön jatkotutkimuksiin.

Mitä tulee tuleviin sovelluksiin, Ignasi Fina suunnittelee seuraavaa: "Tutkitut laitteet yhdistävät valoanturin ja muistitoiminnot. Lisäksi, kuten tutkimuksessa on osoitettu, laite käyttäytyy kuin memristori. Siksi kehitetty rakenne avaa tutkittavan polun suhteessa sen integrointiin neuromorfisiin näköjärjestelmiin, joissa järjestelmä oppii tunnistamaan kuvia."

Aiheesta aiemmin:

Täysoptisia muistipiirejä

Valolla kirjoitettavia magneettisia muisteja

Ferrosähköisyys yhdistää transistorit ja muistit