Memristor: Speicherprototyp hält Daten bei 700 °C für Tage
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Hohe Temperaturen sind todbringend für Mikroelektronik. Der Grund dafür ist, dass Atome der verbauten Materialien in andere Bereiche diffundieren. Dadurch wird die korrekte Funktion gestört. Zumindest für Memristoren haben Forscher der University of Southern California aber eine neue Materialkombination gefunden(öffnet im neuen Fenster), welche selbst bei Temperaturen von über 700 °C stabil bleibt. Ihre Erkenntnisse haben sie im Fachmagazin Science veröffentlicht(öffnet im neuen Fenster).
Den grundlegenden Aufbau haben die Wissenschaftler nicht verändert: Auch ihre Memristoren bestehen aus zwei Elektroden, zwischen denen eine Trennschicht mit elektronisch einstellbarem Widerstand liegt. Allerdings fertigen sie eine der Elektroden aus Graphen anstelle eines Metalls wie Platin. Für die zweite Elektrode haben die Forscher Wolfram verwendet. Die Trennschicht besteht aus Hafniumoxid, gefertigt wurden die Memristoren auf einem normalen Silizium-Wafer.
Auf diese Memristoren mit Wolframelektrode beziehen sich die Angaben in der Veröffentlichung, die Forscher haben auch andere Metalle getestet. Messungen zeigen, dass die Memristoren den gespeicherten Widerstand bei 700 °C zuverlässig für über 50 Stunden hielten und eine Milliarden Schaltzyklen überstanden.
Über 800 °C sinkt die Speicherdauer
Einige Messungen zeigen sogar eine Stabilität von über 120 Stunden, bei noch höheren Temperaturen fällt dieser Wert allerdings schnell ab. Messungen bei 830 °C zeigten deutlich geringere Unterschiede zwischen An- und Aus-Zustand, letzterer kippte zudem bei einigen Memristoren bereits nach weniger als zehn Stunden.
Eine wichtige Rolle für die Stabilität spielt dabei, dass Wolfram den höchsten Schmelzpunkt aller bekannten Elemente hat. Wie aus dem Zusatzmaterial (PDF)(öffnet im neuen Fenster) hervorgeht, haben die Forscher auch Platin, Ruthenium und Tantal untersucht. Noch wichtiger ist aber das Graphen.