Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Graphen zur optimierten Speicherzelle

11.12.2013
Deutsch-griechisches Projekt arbeitet an der Entwicklung der Datenspeicher der Zukunft

Resistive Speicherzellen, kurz ReRAM, gelten als vielversprechende Kandidaten für die Datenspeicher der Zukunft. Der nichtflüchtige Speichertyp schreibt und liest Informationen tausendmal schneller als Flash-Speicher, zugleich benötigt er deutlich weniger Energie.


Thomas Rachel MdB übergibt den Zuwendungsbescheid für das Projekt G-ReRAM an Prof. Rainer Waser (links) und Dr. Ilia Valov (rechts).

Quelle: Forschungszentrum Jülich


Durch den Einsatz von Graphen wollen Jülicher Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern in Griechenland die Langzeit-Stabilität und Haltbarkeit der Speicherzellen verbessern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben G-ReRAM mit 200.000 Euro.

Quelle: Forschungszentrum Jülich

Durch den Einsatz von Graphen wollen Jülicher Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern in Griechenland die Langzeit-Stabilität und Haltbarkeit der Speicherzellen verbessern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben G-ReRAM mit 200.000 Euro.

Den Zuwendungsbescheid überreichte der Parlamentarische Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung Thomas Rachel MdB heute im Forschungszentrum Jülich.

"Die Informationstechnologie ist ohne Zweifel einer der entscheidenden Wachstumsmotoren der Zukunft. Die zentrale Herausforderung, die Leistung signifikant zu steigern und gleichzeitig den Energieverbrauch deutlich zu senken, ist eine Aufgabe von europäischer Dimension. Mit der Zusammenarbeit im Projekt G-ReRAM demonstrieren Jülicher Forscher gemeinsam mit ihren griechischen Kollegen, dass wissenschaftlicher Pioniergeist nicht an den Landesgrenzen endet", sagte Thomas Rachel.

Resistive Zellen weisen die besondere Eigenschaft auf, dass sich ihr elektrischer Widerstand dauerhaft verändern lässt. Dadurch lassen sich Informationen abspeichern, die auch dann erhalten bleiben, wenn kein Strom fließt. Die langfristigen Anwendungsperspektiven gehen noch deutlich über die reine Datenspeicherung hinaus. "Mit resistiven Zellen lassen sich nicht nur binäre Werte, sondern auch Zwischenzustände einschreiben. Dies lässt sich möglicherweise für künstliche neuronale Netze nutzen, die wie beim natürlichen Lernen Verbindungen stärken und schwächen – ein erster Schritt auf dem Weg zu einem neuronalen, äußerst energieeffizienten Supercompute", erläutert Prof. Rainer Waser, Direktor am Jülicher Peter Grünberg Institut und Leibniz-Preisträger 2014.

Bis sich die ersten G-ReRAM-Speicherbausteine erfolgreich praktisch umsetzen lassen, müssen allerdings noch einige Hürden überwunden werden. "Um neue Speicherelemente auf der Basis von ReRAMs zu entwickeln, müssen im wesentlichen zwei Herausforderungen gelöst werden", erläutert Dr. Ilia Valov, Koordinator des Projektes auf deutscher Seite. "Die Bauelemente und ihre Zustände müssen sich chemisch stabil verhalten, und als Voraussetzung dafür muss es gelingen, das elektrochemische Potenzial der Zellen zu senken."

Wasers Arbeitsguppe, die der Jülich Aachen Research Alliance (JARA) angehört, hatte im Frühjahr dieses Jahres nachgewiesen, dass resistive Speicherzellen als winzige Batterien betrachtet werden müssen (siehe Pressemitteilung vom 23. April 2013). Die ihnen innewohnende elektrische Spannung zwischen den beiden Elektroden wirkt als "elektromotorische Kraft". Sie führt dazu, dass sich chemisch aktive Stoffe ungleichmäßig in der Zelle verteilen und dadurch sowohl die Speicherzeit als auch die Schaltcharakteristika negativ beeinflussen. In dem neu aufgelegten Projekt G-ReRAM streben die Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern vom griechischen National Centre of Scientific Research Demokritos und der Universität Patras nun eine Lösung an. Der Einbau einer Zwischenschicht aus Graphen soll die unerwünschten Einflüsse unterbinden.

Das oftmals als "Wundermaterial" gepriesene Graphen – eine nur eine Atomlage dicke Schicht Kohlenstoff mit bienenwabenförmiger Struktur – soll als eine Art Schutzschicht verhindern, dass sich die Elektroden chemisch auflösen und gleichzeitig die Zellspannung reduzieren, wenn nicht sogar komplett unterdrücken. Dabei ist es ausreichend dünn, um unter angelegtem Strom die Bewegung geladener Teilchen, Ionen, durch die Graphenschicht hindurch zuzulassen. Diese bewirkt letztlich die Veränderung des elektrischen Widerstands und ist damit wesentlich für das Funktionieren der resistiven Speicherzelle. Darüber hinaus wollen die Forscher das elektrisch gut leitfähige Graphen auch als Elektrodenmaterial einsetzen. Tests sollen zeigen, ob sich auf diese Weise Edelmetalle wie Platin oder Iridium ersetzen lassen, um die elektrischen Eigenschaften weiter zu optimieren und den Herstellungsaufwand sowie die Kosten zu reduzieren.

Weitere Informationen:

Peter Grünberg Institut, Elektronische Materialien (PGI-7):
http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-7/DE/Home/home_node.html

Jülich Aachen Research Alliance for Fundamentals of Future Information Technologies (JARA-FIT):
http://www.jara.org/de/research/jara-fit/

Demokritos, National Center for Scientific Research:
http://www.demokritos.gr/?lang=en

University of Patras:
http://www.upatras.gr/index/index/lang/en

Pressemitteilung vom 23. April 2013 zu „Batterie und Datenspeicher“:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2013/13-04-23batterie.html

Ansprechpartner:

Dr. Ilia Valov
Peter Grünberg Institut PGI-7
E-Mail: i.valov@fz-juelich.de
Tel.: 02461-612994
Pressekontakt:
Tobias Schlösser
Unternehmenskommunikation
E-Mail: t.schloesser@fz-juelich.de
Tel.: 02461-614771

Tobias Schlösser | Forschungszentrum Jülich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Plattformübergreifende Symbiose von intelligenten Objekten im »Internet of Things« (IoT)
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

nachricht Von Fußgängern und Fahrzeugen: Uni Ulm und DLR sammeln gemeinsam Daten für das automatisierte Fahren
09.12.2016 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

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...

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

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie