과학자들은 빠른 저항 스위칭 및 비휘발성 저장 기능을 입증하는 혁신적인 초분자 멤리스터 나노-RRAM을 개발했습니다. 이 획기적인 발전은 고급 데이터 저장 기술의 길을 열었고 빅데이터와 인공지능 시대의 요구를 충족시키는 중요한 단계입니다.
빅데이터와 첨단 인공지능 시대를 맞이하여 기존의 데이터 저장 방식으로는 부족해졌습니다. 대용량 및 에너지 효율적인 스토리지 솔루션에 대한 수요를 충족하려면 차세대 기술을 개발하는 것이 중요합니다.
그중 저항성 랜덤 액세스 메모리(RRAM)는 저항 레벨의 변화에 의존하여 데이터를 저장합니다. Angewandte Chemie 저널에 발표된 최근 연구는 나노 규모 랜덤 액세스 메모리 구축의 핵심 구성 요소 중 하나인 초분자 멤리스터를 생성하는 방법을 개척한 연구진의 작업을 자세히 설명합니다.
멤리스터(memristor)는 인가된 전압에 따라 저항을 변화시킵니다. 그러나 분자 수준에서 멤리스터를 구축하는 것은 큰 도전입니다. 저항성 전환은 산화환원 반응을 통해 달성할 수 있고 분자의 전하 상태는 용액의 반대 이온에 의해 쉽게 안정화되지만, 멤리스터에 필요한 고체 접합에서는 이러한 안정화를 달성하기가 어렵습니다.
이제 중국 베이징 칭화대학교 Yuan Li가 이끄는 연구팀은 초분자 접근법을 선택했습니다. 이는 쌍안정 카테난을 기반으로 합니다. 즉, 산화 상태와 환원 상태 모두에서 안정적이며 양성, 음성 또는 전하되지 않은 상태로 존재할 수 있습니다. 카테난은 사슬의 두 링크처럼 서로 맞물리지만 화학적 결합은 없는 두 개의 거대분자 고리 시스템입니다.
멤리스터를 구축하기 위해 팀은 황 함유 화합물로 코팅된 금 전극에 카테난을 증착하여 정전기 상호 작용을 통해 서로 결합했습니다. 그 위에 산화갈륨이 코팅된 갈륨-인듐 합금으로 만들어진 두 번째 전극을 배치했습니다. 카탄은 두 전극 사이에 편평한 분자로 구성된 자기 조립 단층을 형성합니다. AuTS-S-(CH2)3-SO3-Na+//[2]카테난//Ga2O3/EGaIn으로 명명된 이 조합은 멤리스터를 형성합니다.
RRAM의 요구에 따라. 이 새로운 초분자 멤리스터는 인가된 전압에 반응하여 고저항 상태(오프)와 저저항 상태(온) 사이를 전환할 수 있습니다. 이러한 분자 저항성 스위치는 최소 1,000회의 지우기-읽기(on)-쓰기-읽기(off) 주기를 달성합니다. 켜짐과 꺼짐 사이의 전환 시간은 1밀리초 미만으로, 이는 상업용 무기 멤리스터와 비슷합니다.
분자 스위치는 몇 분 내에 설정된 상태(켜짐 또는 꺼짐)를 "기억"합니다. 이는 비휘발성 저장 기능을 갖춘 효율적인 분자 멤리스터를 위한 매우 유망한 출발점이 됩니다. 또한 다이오드나 정류기 역할도 하므로 분자 나노멤리스터 개발에 흥미로운 구성 요소가 됩니다.