שיפור המחשבים הניידים וזכרונות המצלמות באמצעות ננוטכנולוגיה

מדענים באוניברסיטת אריזונה הצליחו לשפר את שיטת איחסון הביטים בזכרונות האלקטרוניים כדי להתגבר על מגבלות הגודל ולהפחית גם את צריכת האנרגיה

מרכז אוניברסיטת אריזונה לננוטכנולוגיה יישומית (CANi) החליט להפיח רוח חיים בכרטיס הזכרון, זה שהבטיח להאיץ את הביצועים, להאריך את אורך חייה סוללה של מוצרי אלקטרוניקה צרכנית החל ממצלמות דיגיטליות ועד למחשבים נישאים. יתרה מכך מדובר בפתרון זול, המורכב מחומרים נפוצים ותואם כמעט עם כל מה שקיים בשוק היום.

“באמצעות שימוש בחומרים זמינים, הצלחנו למצוא דרך לייצר את הזכרון באפס עלות, משום שהחומרים הללו כבר נמצאים בשבב, צריך רק לערבב אותם בדרך טיפה שונה אומר מייקל קוזיצ'י, מנהל CANi.

נכון להיום, הזכרונות צועדים לקראת קצה גבול קיבולת הדחיסה שלהם במרחב נתון. האלקטרוניקה המסורתית אינה מתאימה לקנה המידה הננומטרי – קנה המידה של מולקולות בודות משום שקרבה גדולה יותר של האלקטרונים יוצרת יותר חום ומגבירה את צריכת החשמל של הזכרון. מוצרי צריכה לאקטרונים כגון נגני MP3, ומצלמות דיגיטליות הולכים ומתכווצים, והצורך לזכרון שתופס פחות נפח הולך וגדל.

חוקרים ניגשו עד כה לפתרון הבעיה משני כיוונים – או שהם ניסו לבצע קפיצת מדרגה לדור הבא של הזכרון, או לעדן את הזכרון הקיים. חוקרי אריזונה נקטו בשתי השיטות בו זמנית, והגבירו את הביצועים באמצעות חומרים מיוחדים, אך גם עברו מאיחסון מבוסס מטען חשמלי לאיחסון המבוסס על התנגדות חשמלית.

לדברי קוזיצקי, החוקרים פיתחו סוג חדש של זכרון ישן, המתאים בצורה מושלמת לדרישות הדורות הבאים. “הוא צורך מעט מאוד אנרגיה, ניתן להקטין אותו לקנה המידה הננומטרי, וניתן לארוז המון ממנו לתוך מרחב קטן.” החוקרים גם הצליחו להתגבר על מגבלות האלקטרוניקה הקונבנציונלית באמצעות שימוש ב- nanoionics – טכניקה להזזת פיסות קטנות של חומר מסביב על השבב. במקום להזיז את האלקטרונים דרך חלקיקים טעונים המכונים יונים כמו באלקטרוניקה המסורתית, ה- nanoionics מזיים את היונים עצמם.

“הצלחנו להזיז משהו בגודל של וירוס בין אלקטרודות כדי להעביר אותם מהתנגדות גבוהה להתנגדות נמוכה, דבר שהוא מצויין לשימוש בזכרון.” אומר קוזיצקי. “מרבית הזכרונות של היום מאחסנים את הזכרון כמתח בשפה הבינארית של המחשבים, כלומר קיום מתח בנקודה מסוימת על השבב מתורגמת כ-1

והעדר מתח מתורגם לאפס. הבעיה עם הזכרונות הללו היתה שככל שמנסים להקטין את המקום הפיזי, כך המתח שהוא יכול לאחסן באופן אמין, הולך וקטן. ואילו זכרון מבוסס התנגדות, אינו סובל מבעיה זו ויכול אפילו לאחסן ביטים רבים על אותו אתר. יתרה מכך, לאחר שהותקנה ההתנגדות, היא אינה משתנה, אפילו כאשר מכבים את החשמל.”

<a href=”http://www.sciencedaily.com/releases/2007/10/071023173435.htm”>להודעה לעיתונות של אוניברסיטת אריזונה</a>