Американские ученые предложили новый вариант памяти - на основе углеродных нанотрубок.

Наиболее эффективный способ хранения информации для персональных компьютеров - съемные диски памяти, отличающиеся низкой потребляемой энергией и не требующие использования быстро движущихся элементов при считывании. Недостатки таких систем - относительно высокая удельная стоимость хранения информации и ограниченная емкость памяти (на уровне 1 Гб). Сотрудники Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, США) предложили способ преодоления этих недостатков - устройства памяти могут быть созданы на основе углеродных нанотрубок, которые отличаются миниатюрными размерами и хорошими электрическими характеристиками. Принцип работы предлагаемого устройства основан на спиновой чувствительности гибридных переходов магнит-немагнит-магнит, в которых вектор магнитного потока имеет различное значение с двух сторон от потенциального барьера, определяющего величину туннельного тока через переход. Для обеспечения туннельного тока необходимо дополнительное возбуждение (например, термическое возбуждение). Вольт-амперная характеристика подобного устройства - асимметрична, степень анизотропии определяется разностью магнитных потоков по обе стороны барьера.

Для реализации рассматриваемой схемы используют ферромагнитные материалы, либо заполняющие углеродную нанотрубку, либо играющие роль матрицы для нанотрубок, пересекающихся под некоторым углом. При этом запись информации производится пропусканием импульса тока через переход, что приводит к возникновению магнитных полей, параллельных осям нанотрубок и ориентированных под острым углом друг к другу. Кроме того, прохождение тока через переход вызывает локальный нагрев примыкающей к нему области, что приводит к изменению направления магнитного потока в данной области. При считывании информации используют импульс тока меньшей амплитуды, который не в состоянии изменить намагниченность образца. При этом, если направление записывающего тока совпадает с направлением считывающего, то падение напряжения на переходе будет ниже, чем в противоположном случае. Указанный эффект лежит в основе действия устройства памяти. Как показывают оценки, при использовании мономолекулярного слоя нанотрубок диаметром 30 нм рассматриваемое устройство памяти может обладать удельной емкостью порядка 40 Гбит/см². Удельная емкость трехмерной структуры подобного типа может достигать величин порядка 10¹⁵ бит/см³, что при толщине слоя 1 мм и площади 1 см² соответствует емкости памяти на уровне 10 Терабайт.

Источник информации - заметка А.В.Елецкий в бюллетене ПерсТ, выпуск 18 за 2005 г.