Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein neues elektronisches Bauteil könnte Flash-Speicher ersetzen

19.10.2015

Vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützte Forschende haben ein neues elektronisches Bauteil hergestellt, das der Nachfolger von Flash-Speichern werden könnte. Es ist sogar möglich, dass dieser Memristor eines Tages dazu dient, neue Computertypen zu entwickeln.

Die beiden Informatikriesen Intel und HP liefern sich ein Rennen, um Memristoren auf den Markt zu bringen, ein elektronisches Bauteil, das eines Tages Flash-Speicher (DRAM wie USB-Sticks, SD-Karten und SSD-Festplatten ersetzen könnte.


„Grundsätzlich verbrauchen Memristoren weniger Energie, da sie mit geringeren Spannungen arbeiten“, erklärt Jennifer Rupp, SNF-Förderungsprofessorin am Departement Materialwissenschaft der ETH Zürich. „Sie lassen sich in wesentlich kleineren Grössen bauen als derzeit verfügbare Speicher und bieten damit eine höhere Packungsdichte. Das heisst, es lassen sich viel mehr Megabyte pro Quadratmillimeter aufzeichnen.“ Zurzeit gibt es Memristoren jedoch nur als Prototypen.

Eine weniger starre Informatik

Mit ihrem Chemiker Kollegen Markus Kubicek ist es Jennifer Rupp gelungen, einen Memristor auf der Grundlage einer Perowskit-Schicht von 5 Nanometern herzustellen. (*) Sie hat nachgewiesen, dass dieses Bauteil drei stabile Widerstandszustände besitzt. Somit kann er nicht wie Bits nur 0 und 1 aufzeichnen, sondern auch Dreifachinformationen: 0, 1 und 2, die ein „Trit“ bilden.

„Unser Bauteil kann auch für eine neue Art von IT von Nutzen sein, die nicht auf einer Binärlogik basiert, sondern auf einer Logik, die Informationen ,zwischen‘ der 1 und der 0 beinhaltet“, fährt Jennifer Rupp fort. „Dies hat interessante Folgen für die sogenannte Fuzzy-Logik, die eine Art Unsicherheit in die numerische Informationsverarbeitung einbringt. Man könnte sie als eine weniger starre Informatik bezeichnen.“

Eine weitere potenzielle Anwendung liegt in der neuromorphen Informatik, die mithilfe elektronischer Elemente zu reproduzieren versucht, wie die Neuronen des Gehirns Informationen verarbeiten. „Die Eigenschaften eines Memristors hängen von der Vorgeschichte ab“, erläutert Jennifer Rupp. „So kann man Neuronen nachahmen, die die Information erst dann übertragen, wenn eine bestimmte Aktivierungsschwelle erreicht ist.“

Dank elektrochemischer Untersuchungen haben die Forschenden an der ETH Zürich vor allem die Funktionsweisen des Bauteils sehr detailliert beschrieben. „Wir konnten die für die Elektrizitätsüber-tragung zuständigen Elemente identifizieren und so ihre Beziehung zu den drei stabilen Zuständen verstehen“, hält die Physikerin fest. „Es handelt sich um wertvolle Erkenntnisse für die Materialwissenschaft, die zu einem besseren und effizienteren Speicherbetrieb beitragen können.“

Das vierte Bauteil

Das Prinzip des Memristors wurde bereits 1971 zum ersten Mal als viertes grundlegendes Bauelement elektronischer Schaltungen beschrieben (neben Widerstand, Kondensator und Spule). Seit Beginn des 21. Jahrhunderts gehen Forschende davon aus, dass bestimmte Arten von resistiven Speichern als Memristoren eingesetzt werden könnten.

(*) M. Kubicek, R. Schmitt, F. Messerschmitt and J.L.M. Rupp (2015), Uncovering Two Competing Switching Mechanisms for Epitaxial and Ultra-Thin Strontium Titanate-Based Resistive Switching Bits, ACS Nano, doi/10.1021/acsnano.5b02752.
(Für Medienvertreter als PDF-Datei beim SNF erhältlich: com@snf.ch)

Contact

Prof. Dr. Jennifer L.M. Rupp
Electrochemical Materials
ETH Zürich
Hönggerbergring 64 (HPP P 21)
8093 Zürich
Tel: +41 44 633 04 51
E-Mail: jennifer.rupp@mat.ethz.ch

Der Text dieser Medienmitteilung steht auf der Website des Schweizerischen Nationalfonds zur Verfügung: www.snf.ch > Fokus Forschung > Medien > Medienmitteilungen

Weitere Informationen:

http://www.snf.ch/de/fokusForschung/newsroom/Seiten/news-151019-medienmitteilung...

Medien - Abteilung Kommunikation | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Pepper, der neue Kollege im Altenheim
17.08.2017 | Universität Siegen

nachricht Komfortable Software für die Genomanalyse
16.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten