Bộ nhớ Flash có dung lượng cao
Công nghệ mới này có thể đem lại lợi ích đúng lúc cho ngành công nghệp flash đang tăng trưởng nhanh chóng. Dung lượng của các bộ nhớ điện đã tăng đều đều trong những năm qua, tuân thủ theo Luật Moore . Tuy nhiên, kích thước của từng ô nhớ ở trong các chip flash lại chỉ co lại theo chiều ngang chứ không theo chiều dọc, do sự hạn chế của vật liệu và vật lý.
Các ô nhớ flash chứa các điện tử - biểu thị cho các bit dữ liệu - ở trong một mẩu polysilic nhỏ, được gọi là cổng nổi (Floating Gate). Cổng nổi này được bao bọc bởi một lớp cách điện dày để giữ cho các điện tử khỏi rò ra ngoài. Nhưng khi các ô này thu nhỏ kích thước, thì chúng bắt đầu giao thoa về điện với nhau. Thay thế cổng nổi bằng tinh thể nano, các nhà khoa học có thể giảm được lượng vật liệu cách điện cần thiết và làm chokích thước các ô ngắn lại, lọai bỏ được sự giao thoa.
Tinh thể nano không phải là loại vật liệu mới được ứng dụng trong bộ nhớ flash. Ví dụ, các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Texasvà Wisconsinđã phát triển được những hạt cực nhỏ cho bộ nhớ. Và Hãng Freescale Semiconductor ở Austin đã dự kiến chế tạo các con chip bằng các tinh thể nano bán dẫn. Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có nơi nào sản xuất đại trà các tinh thể nano dùng cho bộ nhớ flash.
Các tinh thể kim loại có thể mang nhiều điện tích trong mỗi ô nhớ hơn là các tinh thể nano được sản xuất từ silic. Bộ nhớ flash được chế tạo từ các tinh thể nano kim lọai cũng đòi hỏi điện thế thấp hơn để lập trình và xóa dữ liệu trong ô nhớ, do vậy giúp tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, số lần mà các bit dữ liệu có thể được lập trình và xóa đi gần như là không hạn chế, không như đối với bộ nhớ flash dựa vào vật liệu bán dẫn.
Edwin Kan, Giáo sư kỹ thuật điện và máy tính ở trường Đại học Cornell, nhận xét: “Nanosys đã khắc phục được thách thức lớn nhất đặt ra cho công nghệ tinh thể nano kim lọai. Đóng góp chính của họ là đã giải quyết được một trong những vấn đề xử lý: Làm cách gì để đưa những hạt tinh thể nano mật độ cao, đồng đều về kích cỡ, lên wafer bán dẫn”.
Các tinh thể nano của Nanosys được nuôi trong dung dịch, và bằng cách kiểm sóat thành phần của dung dịch, các nhà khoa học có thể kiểm sóat được kích thước tinh thể. Sau khi hình thành tinh thể, họ bổ sung thêm các hóa chất khác, cho phép các phân tử đặc biệt được cấy lên hạt tinh thể. Những phân tử này, được gọi là ligand, cho phép tinh thể nano duy trì được khỏang cách đồng nhất. Cuối cùng, chất lỏng chứa các tinh thể nano kim lọai, nom giống như mực, được đưa lên các wafer silic để nhận được các con chip flash. Giáo sư Kan cho biết ưu điểm của việc sử dụng các tinh thể nano kim lọai trong bộ nhớ flash là rõ ràng và to lớn. Những máy MP3, chẳng hạn như iPhon và iPod sẽ có khả năng chứa nhiều bài hát, video, ảnh hơn. Và do các tinh thể nano kim lọai sử dụng ít năng lượng hơn nhiều, nên có thể dùng bộ nhớ flash thay thế cho ổ cứng từ ở các máy tính xách tay.
