Memoria a cambiamento di fase veloce
I ricercatori della Stanford University, del TSMC, del National Institute of Standards and Technology (NIST) e dell’Università del Maryland hanno sviluppato un nuovo memoria a cambiamento di fase per i futuri sistemi di intelligenza artificiale e incentrati sui dati. Si basa su GST467, una lega di quattro parti di germanio, sei parti di antimonio e sette parti di tellurio, che è inserita tra diversi altri materiali sottili nanometri in un superreticolo.
"La composizione unica di GST467 gli conferisce una velocità di commutazione particolarmente elevata", ha affermato in una dichiarazione Asir Intisar Khan, studioso post-dottorato presso l'Università della California a Berkeley e studioso post-dottorato in visita a Stanford. “L’integrazione all’interno della struttura del superreticolo nei dispositivi su scala nanometrica consente una bassa energia di commutazione, ci offre una buona resistenza, un’ottima stabilità e lo rende non volatile: può mantenere il suo stato per 10 anni o più”.
Sezioni trasversali di dispositivi di memoria a cambiamento di fase negli stati ad alta e bassa resistenza. Il diametro dell'elettrodo inferiore è di ~40 nanometri. Le frecce indicano alcune delle interfacce van der Waals (vdW), che si formano tra gli strati dei materiali del superreticolo. Il superreticolo viene interrotto e riformato tra gli stati ad alta e bassa resistenza. (Immagine per gentile concessione del Pop Lab)
Nei test, la memoria sembra evitare la deriva e funziona a meno di 1 volt. "Alcuni altri tipi di memoria non volatile possono essere un po' più veloci, ma funzionano a voltaggio o potenza più elevati", ha aggiunto Eric Pop, professore di ingegneria elettrica a Stanford, in un comunicato. “Con tutte queste tecnologie informatiche, ci sono dei compromessi tra velocità ed energia. Il fatto che stiamo commutando in poche decine di nanosecondi mentre operiamo al di sotto di un volt è un grosso problema."
Il superreticolo può essere fabbricato a temperature compatibili con la produzione commerciale e potrebbe essere impilato in strati verticali per aumentare la densità. [1]
Memoria quantistica in miniatura
I ricercatori dell'Università di Basilea hanno costruito un elemento di memoria quantistica basato su atomi di rubidio in una minuscola cella di vetro. La memoria potrebbe essere prodotta in serie su un wafer per supportare le reti quantistiche, che richiedono elementi di memoria per archiviare e instradare temporaneamente le informazioni.
Inizialmente, gli atomi di rubidio erano contenuti in una cella di vetro fatta a mano di diversi centimetri. Per ridurlo a uno più piccolo che misurasse solo pochi millimetri, hanno dovuto riscaldare la cella a 100 gradi centigradi per aumentare la pressione del vapore e avere un numero sufficiente di atomi di rubidio per l’immagazzinamento quantistico.
Hanno anche esposto gli atomi a un campo magnetico di 1 tesla, più di diecimila volte più forte del campo magnetico terrestre. Ciò ha spostato i livelli di energia atomica in un modo che ha facilitato l’immagazzinamento quantistico di fotoni utilizzando un raggio laser aggiuntivo. Questo metodo ha permesso ai ricercatori di immagazzinare fotoni per circa 100 nanosecondi.
"In questo modo abbiamo costruito per la prima volta una memoria quantistica in miniatura per fotoni, di cui si possono produrre circa 1000 copie in parallelo su un singolo wafer", ha affermato Philipp Treutlein, professore all'Università di Basilea, in una conferenza stampa. dichiarazione. Nel lavoro successivo, i ricercatori intendono immagazzinare singoli fotoni nelle celle in miniatura e ottimizzare le celle di vetro. [2]
Luce e magneti
I ricercatori dell’Università Ebraica di Gerusalemme hanno scoperto una connessione tra luce e magnetismo in modo tale che un raggio laser ottico possa controllare lo stato magnetico nei solidi.
Nello specifico, la componente magnetica di un'onda luminosa che oscilla rapidamente possiede la capacità di controllare i magneti. Il team ha identificato una relazione matematica che descrive la forza dell’interazione e collega l’ampiezza del campo magnetico della luce, la sua frequenza e l’assorbimento di energia del materiale magnetico.
“Apre la strada alla tecnologia di memoria ad alta velocità controllata dalla luce, in particolare alla memoria ad accesso casuale (MRAM) resistiva al magnete, e allo sviluppo di sensori ottici innovativi. In effetti, questa scoperta segna un grande passo avanti nella nostra comprensione delle dinamiche del magnetismo della luce”, ha affermato in una dichiarazione Amir Capua, professore e capo del laboratorio di spintronica presso l’Istituto di fisica applicata e ingegneria elettrica dell’Università ebraica di Gerusalemme. “I nostri risultati possono spiegare una serie di risultati sperimentali che sono stati riportati negli ultimi 2-3 decenni”.
Il team ha inoltre costruito un sensore specializzato in grado di rilevare la parte magnetica della luce. [3]
Riferimenti
[1] Wu, X., Khan, AI, Lee, H. et al. Nuovi superreticoli nanocompositi per memoria a cambiamento di fase su scala nanometrica a bassa energia e alta stabilità. Nat Commun 15, 13 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-42792-4
[2] Roberto Mottola et al, Memoria ottica in una cella di vapore di rubidio microfabbricata, Physical Review Letters (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.260801
[3] Benjamin Assouline et al, Controllo ottico dipendente dall'elicità dello stato di magnetizzazione che emerge dall'equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert, Physical Review Research (2024). https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013012
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- Fonte: https://semiengineering.com/research-bits-feb-13/
