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有機分子記憶體

2011/02/08 | |

Original publish date:Aug 06, 2003

編輯 Tzu-Ming Lu 報導

記憶體是現代電腦中不可或缺的部分,DRAM的集積度向來是半導體工業的一項重要指標。日本的科學家使用一種具有光致變色性(Photochromic)的有機分子作為新的記憶體材料,可以和現有的半導體製程整合,製造更高集積度,更省電的記憶體。

Osaka Kyoiku University的Tsuyoshi Tsujioka和Hayato Kondo,選擇具有光致變色性diarylethene的衍生物作為材料。這種分子在開環形式時可以吸收紫外光,接著轉變成閉環形式。而在閉環形式時,則會吸收綠光到紅光,轉變回開環形式。原本這種分子被期望用在超高密度的光學模式記憶體上,不過研究人員在分子的兩端衍生化產生電子傳輸層和電洞傳輸層,當在兩側加上適當的電壓時,電子和電洞可分別自兩邊移動到diarylethene上,形成激發態的形式,和直接吸引光線將電子激發產生的效果相同,因此可以利用電壓的大小使其在開環和閉環間切換,達成寫入的目的,轉換成與目前電腦科技較相容的電流操作模式。

讀取時則是操作在較低的電壓,此時電子和電洞由於能障太大的關係,不會在主要分子層碰頭,而是在傳輸層結合,因此不會改變記憶的狀況。由於開閉環形式下所流經的電流大小不同,可以藉此判斷原先寫入的內容。

依照此架構,理論上只需要一個分子即可記憶一個bit,並且只需要一個電子電洞對,即可完成寫入的動作。最大的優勢是,僅需略為更動,這個材料就可以和原先的半導體製程整合在一起,製造出極高集積度的記憶體,或許不久的將來就可看到這項產品的問世,讓我們拭目以待。

 

參考論文:

Tsuyoshi Tsujioka and Hayato Kondo. Organic bistable molecular memory using photochromic diarylethene. APL VOL 83, 2003, 937-939.

參考來源:

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