Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 17, views: 10.767 •

Een groep wetenschappers van Berkeley heeft een nanomateriaal ontwikkeld dat geschikt zou zijn om geheugens van te maken. Het zogeheten phase change-materiaal kan worden gebruikt als geheugen of als optisch opslagmedium.

De onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory en de Berkeley-universiteit van Californië ontwikkelden wat zij bean-nanostructuren noemen. Deze 'binary eutectic-alloy nanostructures' worden opgebouwd uit een metaal en een halfgeleider, en kunnen onder invloed van stroom of laserlicht schakelen tussen een kristallijne en een amorfe staat. Daaraan danken zij hun naam; ze veranderen van fase of toestand door het materiaal te verhitten tot het vloeibaar wordt. Bij het stollen wordt het materiaal amorf of netjes kristallijn. De eigenschappen, zoals elektrische geleiding en weerstand, zijn afhankelijk van de structuur.

De verenigde Berkeley-onderzoekers hebben met de bean-phase change-klasse een nieuwe klasse ontwikkeld. Quantum dots en nanodraden zijn bean-materialen en kunnen daarom als phase change-materiaal dienen. Wanneer nanodeeltjes van het phase change-materiaal germaniumtinoxide in amorf silicium worden ingebed, kan de legering snel afkoelen en zo de amorfe toestand stabiliseren. Germaniumtinoxide is normaal alleen in kristallijne toestand stabiel bij kamertemperatuur.

Door het materiaal langzaam te verwarmen en langzaam af te laten koelen, ontstaat een kristallijne nanostructuur die uit metallisch en halfgeleiderdeelstructuren bestaat. Door snelle verwarming en afkoeling ontstaat juist een amorfe structuur. De onderzoekers verwachten significant verschillende elektrische eigenschappen in de twee toestanden, wat het nanomateriaal geschikt zou maken als gegevensdrager: hetzij als phase change memory, hetzij als optische gegevensdrager die met een laser te beschrijven is.

Bean phase change-materiaal

Gerelateerde content

Alle gerelateerde content (24)

Reacties (17)

Door het materiaal langzaam te verwarmen en langzaam af te laten koelen, ontstaat een kristallijne nanostructuur die uit metallisch en halfgeleiderdeelstructuren bestaat. Door snelle verwarming en afkoeling ontstaat juist een amorfe structuur.
dat maakt het gebruik in oplsgmedia vrijwel onmogelijk. Of je moet per cel uit kunnen toffelen hoe snel de afkoeling gaat. Da's in een cd/dvd/bd onmogelijk.
Ligt eraan wat onder snel en langzaam wordt verstaan. Is snet afkoelen 1 miljoenste van een seconde en langzaam 1 duizendste of hebben we het over 1 seconde en 10 seconden.
Uiteraard blijft het afkoelen van individuele schakelingen een enorme uitdaging. De verhitting is simpeler te verkrijgen. Door het vermogen en tijdsduur van de laser aanpassen.
We hebben het hier over toekomstige techniek dus zal er nog een hoop ontwikkeld moeten worden voordat het commercieel te gebruiken is...
Zoals ik het artikel lees, is dat juist een van de hoogstandjes die ze hebben weten te bereiken. Het enige waar ik mee zit is: hoe snel is "langzaam afkoelen"? Als dit in de orde van grote van ps-us ligt dan zijn er leuke toepassingen voor te bedenken. Kom je echter in de ms of seconden tijd, dan lijkt me dit veel te traag. Voor optische data dragers is dit wellicht nog wel toepasbaar maar voor geheugen zeker niet...
Deze techniek is niet nieuw en wordt allang toegepast (volgens mij zelfs al productie modellen).

http://en.wikipedia.org/wiki/Phase-change_memory

Wat hier ontdekt is is een materiaal waarbij het op nanoschaal kan worden toegepast waardoor een hele hoge datadichtheid mogelijk is.

Het schakelen gaat sneller dan in flash, ook kun je het vaker schrijven dan flash. Het grote nadeel is de temperatuur gevoeligheid. Je kun niet eerst een chip programmeren en 'm daarna op een printplaat solderen omdat je daarbij de bits wist.

[Reactie gewijzigd door PuzzleSolver op 22 september 2010 11:36]

Het grote nadeel is de temperatuur gevoeligheid. Je kun niet eerst een chip programmeren en 'm daarna op een printplaat solderen omdat je daarbij de bits wist.
Wat is het probleem? Dat doe je bij flash toch ook niet? Zelfs FPGA's worden meesta;l pas achteraf geprogrammeerd.
Het is niet alleen al knap dat je met die laser het nanodeeltje zo weet te raken dat je net het punt bereikt waar de fase overgang plaats vind maar het is vooral knap dat je tussenliggende fases ook nog stabiel kan houden..

Dit is een prestatie van formaat.

Het enige jammere is dat er een optisch deel nodig is waardoor het weer onderhevig is aan mechanische defecten. Echter dit was ook het eerste probleem bij de cd speler dus dat krijgen ze wel opgelost denk ik.
en kunnen onder invloed van stroom of laserlicht schakelen tussen een kristallijne en een amorfe staat.
Er is niet per se optisch deel nodig, er kan ook stroom gebruikt worden. Voor de meeste toepassingen zal dat praktischer zijn.
Joehoe, volgende week snel veel en goedkoop geheugen.

De vraag bij dit soort berichten is natuurlijk altijd: hoe lang duurt het voordat het productierijp is. En hoelang voordat het ook nog eens goedkoop geproduceerd kan worden. Kijk naar bv oled, prachtige techniek maar nog erg duur.
Hmm, ik vraag me af of dit sneller, of energie zuiniger is (na een lang ontwikkelings process) dan de ssd's die we nu hebben :)
Dat is inderdaad altijd maar de vraag. Er is zoveel bekend over silicium chips dat het eigenlijk altijd efficienter is om daarop verder te ontwikkelen. Chips worden alleen maar kleiner en kunnen ook steeds kleiner omdat er materiaal van zeer hoge kwaliteit van silicium gemaakt kan worden. Dit betekent niet dat silicium efficient is, maar vooral makkelijk en op zeer grote schaal goedkoop produceerbaar. Vooralsnog zorgt het voor erg veel warmte ontwikkeling en is en is er veel energie voor nodig om de electronen rond te pompen.

Er wordt al jaren onderzoek gedaan naar bijvoorbeeld carbon nanotubes als conductor of transistor op chips. De uitdaging is alleen om een (industrieel) process te ontwikkelen die met zeer hoge efficientie cnt kan produceren en gebruiken in chips. En dat met alle eisen die een nieuw product moeten heben, in de zin van stabiliteit, houdbaarheid, veiligheid, niet toxisch, efficient, noem maar op. Ik heb een keer een lezing gehad hierover van iemand van Phillips die liet zien wat hier allemaal bij komt kijken, en dat is echt ongelofelijk.

Daarom is het altijd lastig om een nieuwe techniek te ontwikkelen en op grote schaal te implementeren. In het begin zijn deze bij lange na niet zo goed en goedkoop als bekende alternatieven. Er gaan jaren overheen voordat een techniek volwassen genoeg is om toegepast te worden.

Anyway, op zich ben ik het wel met je eens en vraag ik me ook af of optische media in de vorm die we nu kennen (een draaiende schijf met een laser dus) nog een toekomst hebben. Met name door de opkomst van SSDs en flash geheugen.
RW schijfjes bestaan ook uit phase change material, die dmv laserlicht een fase overgang ondervinden, dus zo nieuw is dit nu ook weer niet
Wat is de potentiele opslag?
Voor opslag media wordt altijd gekeken om met 0 en 1 gegevens op te slaan. Zou de opslag capaciteit niet ook kunnen worden vergroot door meer verschillende mogelijkheden vast te leggen. Wat ik wil zeggen is niet een binair stelsel, maar met meer dan 2 mogelijkheden?

Ik snap wel dat het terugbrengen op nanoschaal over grotere factoren gaat dan mogelijk zal zijn dan van binair naar tertiair.

Interessante ontwikkelingen. Zolang beeldmateriaal in omvang blijft toenemen zal het nodig zijn meer data te kunnen opslaan. Ook voor de hoeveelheden data die instanties als Google vastlegd zijn dit interessante zaken. Ik vraag me af wat de consument er aan heeft. Zal de consument in de toekomst zijn gehele filmcollectie als "tatoeage" in zijn duim hebben zitten.
Meer dan 2 toestanden per cel opslaan wordt in flash geheugen al gedaan, de 32GB microsd kaarten van Sandisk gebruiken die techniek al. Nadeel is dat het erg lastig is om dat betrouwbaar en stabiel te maken.
Volgens mij heeft chocola dezelfde eigenschappen (cristalleijn vs amorf op basis van koel tijd) en het is solide bij kamer temperatuur.
Even een reep halen...

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.