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 Mit wenigen Klicks zum Edge Datacenter
18.02.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Fingerabdrücke der Quantenverschränkung
15.02.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics