Nuacht Tionscail

Gléas cuimhne beag, tapa, agus an-éifeachtach ó thaobh fuinnimh spreagtha ag cadhnraí litiam-ian

2022-04-18

ag Institiúid Teicneolaíochta Tóiceo



D'fhorbair eolaithe in Institiúid Teicneolaíochta Tóiceo (Tóiceo Tech) agus Ollscoil Tóiceo (UTokyo) gléas cuimhne nua trí-luach spreagtha ag cadhnraí litiam-ian soladach. D’fhéadfadh an fheiste atá beartaithe, a bhfuil tomhaltas fuinnimh an-íseal aige, a bheith ríthábhachtach chun comhpháirteanna cuimhne rochtana randamach (RAM) níos tíosaí ar fhuinneamh agus níos tapúla a fhorbairt, atá uileláithreach i ríomhairí nua-aimseartha.

Bíonn cuimhne thapa ag teastáil ó bheagnach gach feiste digiteach a dhéanann próiseáil faisnéise de chineál ar bith ar féidir leo ionchuir, torthaí páirteacha agus aschuir na n-oibríochtaí a dhéantar a choinneáil go sealadach. I ríomhairí, tagraítear don chuimhne seo mar chuimhne dinimiciúil rochtana randamach, nó DRAM. Tá luas DRAM tábhachtach agus is féidir tionchar suntasach a bheith aige ar luas iomlán an chórais. Ina theannta sin, tháinig laghdú ar thomhaltas fuinnimh feistí cuimhne le déanaí mar ábhar te chun ríomhaireacht an-éifeachtach ó thaobh fuinnimh a bhaint amach. Mar sin, dhírigh go leor staidéar ar theicneolaíochtaí cuimhne nua a thástáil chun feidhmíocht DRAM traidisiúnta a shárú.

Is iad na haonaid is bunúsaí i sliseanna cuimhne ná a chealla cuimhne. De ghnáth stórálann gach cill giota amháin trí cheann amháin de dhá luach voltais féideartha a ghlacadh agus a shealbhú, a fhreagraíonn do luach stóráilte de nialas nó luach amháin. Cinneann tréithe na cille aonair feidhmíocht an sliseanna cuimhne iomlán den chuid is mó. Bheadh ​​cealla níos simplí agus níos lú le tomhaltas ardluais agus íseal fuinnimh thar a bheith oiriúnach chun ríomhaireacht an-éifeachtach a thógáil go dtí an chéad leibhéal eile.

Shroich foireann taighde ó Tokyo Tech faoi stiúir an Ollaimh Taro Hitosugi agus an mac léinn Yuki Watanabe cloch mhíle nua sa réimse seo le déanaí. Bhí feiste cuimhne nua forbartha ag na taighdeoirí seo roimhe seo spreagtha ag dearadh cadhnraí litiam-ian soladach. Is éard a bhí ann ná cruach de thrí shraith soladach déanta as litiam, fosfáit litiam agus ór. Go bunúsach is ceallraí mion-acmhainne é an stack seo a fheidhmíonn mar chill chuimhne; is féidir é a aistriú go tapa idir stáit luchtaithe agus stáit urscaoilte a léiríonn an dá luach féideartha beagán. Mar sin féin, comhcheanglaíonn óir le litiam chun ciseal cóimhiotal tiubh a fhoirmiú, rud a mhéadaíonn an méid fuinnimh a theastaíonn chun aistriú ó stát amháin go stát eile.

Ina staidéar is déanaí, chruthaigh na taighdeoirí cill cuimhne trí chiseal den chineál céanna ag baint úsáide as nicil in ionad óir. Bhí siad ag súil le torthaí níos fearr ag baint úsáide as nicil toisc nach ndéanann sé cóimhiotail a fhoirmiú go héasca le litiam, rud a d'fhágfadh tomhaltas fuinnimh níos ísle nuair a bhítear ag aistriú. Bhí an gléas cuimhne a tháirg siad i bhfad níos fearr ná an ceann roimhe; d'fhéadfadh sé trí stát voltais a shealbhú in ionad dhá cheann, rud a chiallaíonn gur gléas cuimhne trí luach é. "Is féidir breathnú ar an gcóras seo mar cheallraí litiam scannán tanaí cumas an-íseal le trí stát luchtaithe," a mhíníonn an tOllamh Hitosugi. Is gné an-suimiúil é seo le buntáistí féideartha maidir le feidhmiú cuimhne trí-luach, a d'fhéadfadh a bheith níos éifeachtúla ó thaobh achair de.

Fuair ​​​​na taighdeoirí freisin go bhfuil nicil mar chiseal ocsaíd nicil an-tanaí idir an Ni agus na sraitheanna fosfáit litiam (féach Fíor 1), agus tá an ciseal ocsaíd seo riachtanach chun an gléas a athrú ar fhuinneamh íseal. Tá an ciseal ocsaíd i bhfad níos tanaí ná sin de na cóimhiotail ór-litiam a foirmíodh ina ngléas roimhe seo, rud a chiallaíonn go bhfuil cumas an-íseal ag an gcill nua "mion-ceallraí" seo agus mar sin aistrítear go tapa agus go héasca idir stáit trí sruthanna lúidecule a chur i bhfeidhm. . "Is é an poitéinseal le haghaidh tomhaltas fuinnimh an-íseal an buntáiste is suntasaí a bhaineann leis an ngléas seo," a dúirt an tOllamh Hitosugi.

Is gnéithe inmhianaithe iad luas méadaithe, tomhaltas fuinnimh níos ísle agus méid níos lú le haghaidh feistí cuimhne sa todhchaí. Tá an chill chuimhne a d’fhorbair an fhoireann taighde seo ina céim chun cinn go bhfuil gealladh fúthu i dtreo ríomhaireachta atá i bhfad níos tíosaí ar fhuinneamh agus níos gasta.