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 Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0
07.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Wenn das Handy heimlich zuhört: Abwehr ungewollten Audiotrackings durch akustische Cookies
07.12.2016 | Fachhochschule St. Pölten

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops