Русские ультратонкие 2D-кристаллы для хранения информации
В и к и н г
Мудрость форума: Социальная жизнь
- А как вы пережили страшные и голодные 90-е годы?4 737 ответов
- Увеличение пенсионного возраста. Мне страшно4 445 ответов
- Если мужчина не имеет квартиры в Москве - он не стоит любви?295 ответов
- Большой скандал с соседями2 036 ответов
- Еду покорять столицу!1 813 ответов
- Работающие женщины: вы вынуждены или сами захотели?1 241 ответ
- Стыдно ли быть домохозяйкой?1 276 ответов
- Отдаю ребенка отцу...5 233 ответа
- Почему в РФ так хейтят женщин за возраст457 ответов
- Рожают чтобы не работать201 ответ
10 ответов
Последний —
Перейти
В и к и н г
Однако большинство металл-органических каркасов представляют собой трехмерные структуры. Их масштабирование для создания устройств наноэлектроники довольно сложный процесс. В ИТМО предложили новый метод преобразования таких структур из 3D в 2D, которые, в свою очередь, легко «встроить» в существующие устройства наноэлектроники. Ученые обнаружили, что при синтезе с использованием нескольких органических соединений (лигандов) 3D-кристаллы самопроизвольно разрушаются до уровня 2D. При этом полученные 2D-структуры демонстрируют улучшенные электронные свойства по сравнению со своими 3D-аналогами.
Сначала ученые синтезируют объемные кристаллы. Для этого они нагревают в течение 48 часов раствор 1,2-бипиридилэтилена, 2,6-нафталендикарбоксилата и нитрата цинка. В осадке этой смеси и выпадают нужные 3D-кристаллы. После кристаллы сушат на воздухе, что приводит к разрушению координационных связей между слоями и их трансформации в 2D-структуры. На последнем этапе ученые специальной клейкой лентой отделяют слои от получившихся 2D-кристаллов — с ними уже можно работать по отдельности и использовать в устройствах.
«В одном объемном кристалле может быть до десятка отдельных слоев, поэтому после разрушения структуры одного 3D-кристалла мы получаем сразу несколько 2D-кристаллов. До нас подобные работы уже проводились.
Сначала ученые синтезируют объемные кристаллы. Для этого они нагревают в течение 48 часов раствор 1,2-бипиридилэтилена, 2,6-нафталендикарбоксилата и нитрата цинка. В осадке этой смеси и выпадают нужные 3D-кристаллы. После кристаллы сушат на воздухе, что приводит к разрушению координационных связей между слоями и их трансформации в 2D-структуры. На последнем этапе ученые специальной клейкой лентой отделяют слои от получившихся 2D-кристаллов — с ними уже можно работать по отдельности и использовать в устройствах.
«В одном объемном кристалле может быть до десятка отдельных слоев, поэтому после разрушения структуры одного 3D-кристалла мы получаем сразу несколько 2D-кристаллов. До нас подобные работы уже проводились.
В и к и н г
Однако до этого никто не показывал, что структуры могут разрушаться самопроизвольно — буквально на воздухе. Это значительно упрощает и удешевляет производство подобных кристаллов. При этом разработанный метод позволяет создавать структуры с необходимыми для использования в производственных масштабах параметрами. Они достаточно тонкие — до 4 нанометров, могут сохранять записанную информацию более 2 часов и служат более 100 циклов переключения из состояния с низкой проводимостью в состояние с высокой проводимостью и обратно с соотношением сигнал/шум до 1400 единиц», — отмечает один из авторов исследования, аспирант, младший научный сотрудник физического факультета ИТМО Семен Бачинин.
Готовые 2D-кристаллы могут стать основой мемристоров — устройств для записи и хранения информации. Помимо того, что подобные структуры более энергоэффективны и энергонезависимы, в них есть возможность адресного обращения к конкретной ячейке памяти, чего не позволяют классические устройства. Кроме того, для их производства не требуется применения сложной литографической технологии на дорогостоящем оборудовании. Мемристоры можно использовать в дизайне сложных устройств микрооптики, а также элементов памяти компьютеров для запуска более сложных моделей ИИ — подобные кристаллы могут функционировать по нейроморфным принципам, то есть имитировать работу нейронов головного мозга.
Исследование было выполнено в рамках гранта «2D металл-органические каркасы: альтернативный кремний для микроэлектроники» программы «Приоритет 2030» и гранта РНФ № 22-72-10027 «Гибкие гибридные материалы как новый активный слой в современных устройствах записи и хранения информации». В проекте совместно с учеными ИТМО участвовали их коллеги из Харбинского университета, исследовательского института KAUST, Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАНБ, Государственного Санкт-Петербургского института и Universite de Lorraine.
Готовые 2D-кристаллы могут стать основой мемристоров — устройств для записи и хранения информации. Помимо того, что подобные структуры более энергоэффективны и энергонезависимы, в них есть возможность адресного обращения к конкретной ячейке памяти, чего не позволяют классические устройства. Кроме того, для их производства не требуется применения сложной литографической технологии на дорогостоящем оборудовании. Мемристоры можно использовать в дизайне сложных устройств микрооптики, а также элементов памяти компьютеров для запуска более сложных моделей ИИ — подобные кристаллы могут функционировать по нейроморфным принципам, то есть имитировать работу нейронов головного мозга.
Исследование было выполнено в рамках гранта «2D металл-органические каркасы: альтернативный кремний для микроэлектроники» программы «Приоритет 2030» и гранта РНФ № 22-72-10027 «Гибкие гибридные материалы как новый активный слой в современных устройствах записи и хранения информации». В проекте совместно с учеными ИТМО участвовали их коллеги из Харбинского университета, исследовательского института KAUST, Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАНБ, Государственного Санкт-Петербургского института и Universite de Lorraine.
Форум: Социальная жизнь
Всего: 147 098 тем
Новые темы за сутки: 44 темы
- Сначала сильно ждёшь, а потом не хочешь1 ответ
- Вы уже чувствуете себя в безопасности?9 ответов
- Тик ток10 ответов
- Сегодня у меня украли пакет с продуктами, но не в троллейбусе, а прямо из салона моего автомобиля7 ответов
- В 2016 году у меня от дома угнали Мазду СХ-5. А у вас когда-нибудь угоняли машину?4 ответа
- Зачем мужчины пугают женщин на улицах?5 ответов
- Вы любите мерять вещи в пвз?8 ответов
- Даёт ли ощущение счастья фанатичное служение идее?2 ответа
- Зачем полицейский при посторонних лицах вслух произносит личные данные?2 ответа
- Общество — долги и обязанности7 ответов
Популярные темы за сутки: 16 тем
- Скоро пенсия а прожил скучную жизнь144 ответа
- Почему люди стали злые?90 ответов
- Уже вторая жертва в Иркутске23 ответа
- У меня украли пакет с едой14 ответов
- Как вы реагируете на непрошеные замечания от незнакомых людей?12 ответов
- Как выбрать между двумя хорошими вариантами, когда оба нравятся?11 ответов
- Чтобы попасть в рай выгоднее не верить в бога, а не наоборот?10 ответов
- Поход в туалет в колледже10 ответов
- Тик ток10 ответов
- Вы уже чувствуете себя в безопасности?9 ответов
Следующая тема
Предыдущая тема
26.03.2025
В ИТМО открыли новое семейство металл-органических кристаллов, которые самопроизвольно превращаются из 3D-структур в 2D. Их можно использовать в качестве материала для мемристоров и технологии ReRAM — платформ для записи и хранения информации. Создают такие кристаллы методами растворной химии, без применения дорогостоящей литографии, что значительно снижает их стоимость. При этом они получаются достаточно тонкими (от 4 нанометров), а улучшенные электронные свойства делают их эффективными для использования в дизайне устройств памяти и платформ ИИ. Исследование проводилось при грантовой поддержке программы «Приоритет 2030» и Российского научного фонда. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Science.
Ежегодно на рынке представляют все более совершенные модели электронных устройств. Для увеличения мощности и расширения функционала приборов требуются более энергоэффективные и быстрые элементы, вмещающие еще больше информации. Однако это неизбежно ведет к увеличению их размера, что не совсем удобно для пользователей. Поэтому одной из главных проблем разработчиков становится вопрос миниатюризации. Одно из решений — использование нового типа структур и активных (двумерных) материалов.
Одни из самых перспективных подобных структур сейчас — металл-органические каркасы (МОК). В таких структурах органические молекулы связаны друг с другом ионами металлов, за счет чего получается довольно прочный материал, обладающий характеристиками органических веществ. При этом подобные структуры могут изменять свойства проводимости в зависимости от приложенного внешнего электрического поля — проводить электрический ток или, наоборот, быть диэлектриком.