Nanodraad voor opslag van 'trinaire bits' ontwikkeld

Onderzoekers hebben een nieuw geheugen op basis van nanodraden ontwikkeld, dat gegevens niet binair opslaat, maar een trinair systeem hanteert: naast de 0 en de 1 kan een derde waarde in een 'bit' worden opgeslagen.

De medewerkers van de School of Engineering and Applied Science van de universiteit van Pennsylvania hebben het nieuwe geheugen gebaseerd op nanodraden die uit een kern en een mantel bestaan. Daarmee wijkt het geheugen van de onderzoeksgroep van Ritesh Agarwal af van andere op nanodraden gebaseerde geheugens. Dergelijk geheugen is in de regel binair: er kan een 1 of een 0 in opgeslagen worden. Door zowel van de kern als de mantel gebruik te maken, slaagden de onderzoekers er echter in een derde geheugenstaat op te slaan, waarmee het geheugen als trinair beschouwd kan worden.

Het geheugen werkt door gebruik te maken van twee verschillende polykristallijne materialen voor de kern en de mantel. Die materialen kunnen onder invloed van elektrische spanning van kristallijn naar amorf en vice versa veranderen. De weerstand van de nanodraden hangt af van de toestand waarin het materiaal verkeert: een kristallijne toestand levert door zijn geordende samenstelling weinig weerstand, terwijl de amorfe nanodraden ongeordend zijn en meer weerstand aan elektriciteit bieden. Omdat zowel de kern als de mantel een variabele weerstand hebben, kan met de combinatie ervan een derde weerstandswaarde gerealiseerd worden.

De gebruikte materialen - een germanium/antimoon/tellurium-legering voor de kern en germaniumtelluride voor de mantel - reageren verschillend op de stuurstroom, zodat ze op verschillende momenten van een kristallijne naar amorfe toestand overgaan. Zo leveren de nanobuisjes drie weerstanden: laag, hoog en een tussenliggende weerstand, wat zich laat vertalen naar drie geheugenstates. De hybride nanodraden zouden ingezet kunnen worden als geheugenelementen, waarbij het belangrijkste voordeel is dat er een hogere geheugendichtheid kan worden behaald dan met vergelijkbare binaire nanodraden. De onderzoekers blijven ondertussen aan de samenstelling van de draden knutselen, waarbij ze hopen meer nuttige eigenschappen van de materialen te ontdekken.