Один материал с двумя функциями может привести к более быстрой памяти

Объединив светоизлучающую электрохимическую ячейку с резистивной памятью с произвольным доступом, которая основана на перовските, команда достигла параллельного и синхронного считывания данных как электрически, так и оптически в «светоизлучающей памяти».

На самом фундаментальном уровне цифровые данные хранятся как базовая единица информации, известная как бит, который часто представлен либо как единица, либо как ноль. Таким образом, стремление к лучшему хранению данных сводится к поиску более эффективных способов хранения и чтения этих единиц и нулей.

Хотя флеш-память стала чрезвычайно популярной, исследователи искали альтернативы, которые могли бы еще больше повысить скорость и упростить производство.

Одним из кандидатов является энергонезависимая резистивная оперативная память или RRAM. Вместо хранения заряда в транзисторах, как во флэш-памяти, в резистивной памяти используются материалы, которые могут переключаться между состояниями высокого и низкого сопротивления для представления единиц и нулей.

Однако электрические измерения, необходимые для проверки сопротивления и считывания нулей и единиц из RRAM, могут ограничить общую скорость.

Недавно, чтобы решить эту проблему, RRAM были объединены со светодиодами для разработки так называемой светоизлучающей памяти. В этом случае данные также можно прочитать, проверив, горит ли светодиод или нет. Это дополнительное оптическое считывание также открывает новые пути передачи больших объемов информации.

Однако предыдущие версии светоизлучающих запоминающих устройств требовали интеграции двух отдельных устройств из разных материалов, что усложняло производство.

Чтобы преодолеть это, исследователи обратились к перовскиту, типу материала с кристаллической структурой, через которую ионы могут мигрировать, придавая ему уникальные физические, оптические и даже электрические свойства. Контролируя миграцию ионов, исследователи перовскита создают новые материалы с уникальными свойствами.

Использование перовскита, состоящего из бромида цезия-свинца (CsPbBr₃), команда продемонстрировала, что данные могут быть электрически записаны, удалены и прочитаны в одном из перовскитных устройств, действующих как RRAM. Одновременно второе перовскитное устройство может оптически передавать информацию о том, записываются или стираются данные, посредством излучения света, работая как светоизлучающая электрохимическая ячейка с высокой скоростью передачи.

Кроме того, исследователи использовали перовскитные квантовые точки двух разных размеров для двух устройств в светоизлучающей памяти для достижения разных цветов излучения в зависимости от того, записывалась память или стиралась, обеспечивая индикатор единиц и нулей в реальном времени.

Эта демонстрация значительно расширяет область применения разработанной цельноперовскитной светоизлучающей памяти и может служить новой парадигмой синергетического сочетания электронных и фотонных степеней свободы в перовскита материалы.

От многоадресных ячеистых сетей до систем шифрования данных, эти результаты могут найти множество приложений в технологиях следующего поколения.