Flash-Speicher: Molekül wird zur Speicherzelle

Ein Molekül als Datenspeicher: Schottische und spanische Forscher haben eine Speicherzelle aus einem Molekül hergestellt. Das ermöglicht größere Flashspeicher.

Artikel veröffentlicht am 21. November 2014, 11:59 Uhr, Werner Pluta

Speicherzelle aus Metalloxid-Cluster: kann auf vorhandenen Maschinen produziert werden (Bild: Universität Glasgow)

Mehr Daten auf weniger Raum: Europäische Wissenschaftler haben eine neue Möglichkeit entwickelt, Flash-Speicher herzustellen. Sie bauen Speicherzellen aus einem Molekül.

Die Speicherzellen bestehen aus Metalloxid-Clustern oder Polyoxometallaten (POM). Solch ein Cluster besteht aus Wolframoxid und Selentrioxid. Das Wolframoxid bildet einen Käfig, in dem zwei Selentrioxid-Moleküle eingeschlossen sind.

Daten bleiben mindestens 14 Tage gespeichert

Wird Spannung angelegt, ändert sich die Ladung dieses Polyoxometallats. Das Cluster hält diesen neuen Ladungszustand bei. Der längste Zeitraum, den die Wissenschaftler der Universität in Glasgow und der Universität Rovira i Virgili in Tarragona in Spanien bisher getestet haben, waren 336 Stunden, also 14 Tage.

Die Veränderung des Ladungszustandes kann zudem auch wieder rückgängig gemacht werden. Damit hat das Polyoxometallat-Cluster die entscheidenden Eigenschaften für einen Flashspeicher.

Speicherzellen werden kleiner

Bisher werden für Flash-Speicher Metall-Oxid-Halbleiter (MOS) eingesetzt. Die haben aber eine Einschränkung: Es sei schwierig, Datenzellen kleiner als 10 Nanometer herzustellen, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nature. Das Polyoxometallat-Cluster hingegen ist nur etwa einen Nanometer groß.

"Die POM-Cluster bieten ein ausgewogenes Verhältnis von struktureller Stabilität und elektronischer Aktivität. Ihre elektronische Funktion ist einstellbar, so dass sie sich als Speicherknoten für Flash-Speicher eignen", sagt Lee Cronin von der Universität in Glasgow, der das Team leitet. Die POMs ließen sich zudem auf den Fertigungseinrichtungen, die heute in Chipindustrie genutzt werden, herstellen - das sei ein großer Vorteil.

Bis zur Serienreife ist jedoch noch einiges zu tun: Unter anderem wollen sie zum Speichern nötige Spannung senken - derzeit müssen 20 Volt angelegt werden. Das wollen die Forscher erreichen, indem sie die Anordnung der Cluster verändern.