Ein Material mit zwei Funktionen könnte zu einem schnelleren Gedächtnis führen

Durch die Integration einer lichtemittierenden elektrochemischen Zelle mit einem resistiven Direktzugriffsspeicher, der beide auf Perowskit basiert, erreichte das Team ein paralleles und synchrones Auslesen von Daten sowohl elektrisch als auch optisch in einem "lichtemittierenden Speicher".

Auf der grundlegendsten Ebene werden digitale Daten als eine grundlegende Informationseinheit gespeichert, die als Bit bekannt ist und oft entweder als Eins oder Null dargestellt wird. Daher besteht das Streben nach einer besseren Datenspeicherung darin, effizientere Wege zum Speichern und Lesen dieser Einsen und Nullen zu finden.

Während Flash-Speicher extrem populär geworden sind, haben Forscher nach Alternativen gesucht, die die Geschwindigkeit weiter verbessern und die Herstellung vereinfachen könnten.

Ein Kandidat ist ein nichtflüchtiger resistiver Direktzugriffsspeicher oder RRAM. Anstatt Ladung in Transistoren wie in Flash-Speichern zu speichern, verwendet resistive Speicher Materialien, die zwischen Zuständen mit hohem und niedrigem Widerstand wechseln können, um Einsen und Nullen darzustellen.

Die elektrischen Messungen, die zum Prüfen des Widerstands und zum Lesen von Nullen und Einsen aus dem RRAM erforderlich sind, können jedoch die Gesamtgeschwindigkeit begrenzen.

Um dieses Problem zu überwinden, wurden in letzter Zeit RRAMs mit LEDs kombiniert, um sogenannte lichtemittierende Speicher zu entwickeln. In diesem Fall können die Daten auch gelesen werden, indem überprüft wird, ob die LED an oder aus ist. Diese zusätzliche optische Lesung eröffnet auch neue Wege für den Transport großer Informationsmengen.

Allerdings erforderten frühere Versionen von Licht emittierenden Speichern die Integration zweier separater Vorrichtungen mit unterschiedlichen Materialien, was die Herstellung verkomplizierte.

Um dies zu überwinden, wandten sich die Forscher Perowskit zu, einer Materialart mit einer kristallinen Struktur, durch die Ionen wandern können, um ihm einzigartige physikalische, optische und sogar elektrische Eigenschaften zu verleihen. Durch die Kontrolle der Ionenwanderung haben Perowskit-Forscher neue Materialien mit einzigartigen Eigenschaften konstruiert.

Mit Perowskit bestehend aus Cäsium-Bleibromid (CsPbBr₃) demonstrierte das Team, dass Daten in einem der Perowskit-Bauelemente, die als RRAM fungieren, elektrisch geschrieben, gelöscht und gelesen werden können. Gleichzeitig kann die zweite Perowskit-Vorrichtung durch Lichtemission optisch übertragen, ob Daten geschrieben oder gelöscht werden, indem sie als lichtemittierende elektrochemische Zelle mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit arbeitet.

Darüber hinaus verwendeten die Forscher Perowskit-Quantenpunkte in zwei unterschiedlichen Größen für die beiden Geräte im lichtemittierenden Speicher, um unterschiedliche Emissionsfarben zu erzielen, je nachdem, ob der Speicher beschrieben oder gelöscht wurde, und lieferten eine Echtzeitanzeige der Einsen und Nullen.

Diese Demonstration erweitert den Anwendungsbereich des entwickelten lichtemittierenden Speichers aus reinem Perowskit erheblich und kann als neues Paradigma der synergistischen Kombination zwischen elektronischen und photonischen Freiheitsgraden dienen Perowskit Materialien.

Von Multicast-Mesh-Netzwerken bis hin zu Datenverschlüsselungssystemen haben diese Erkenntnisse das Potenzial für zahlreiche Anwendungen in Technologien der nächsten Generation.