Nanoflash: Speicher der Zukunft ist schnell und beständig
Am Institut für Festkörperphysik der TU Berlin wird der Nanoflash-Speicher entwickelt
Foto: TU Berlin
Der Nanoflash-Speicher soll die positiven Funktionalitäten der beiden momentan verwendeten Speichertypen Flash und DRAM kombinieren. Entwickelt wird er am Institut für Festkörperphysik der TU Berlin. Das Wissenschaftsministerium fördert die Nanoflash-Entwicklung mit 1,6 Millionen Euro.
Der Markt für Halbleiterspeicher wird momentan von zwei Arten dominiert. In den Arbeitsspeichern sämtlicher Computer kommt der schnelle, aber seine Information in wenigen Millisekunden verlierende DRAM (Dynamic Random Access Memory) zum Einsatz. In mobilen Geräten und Speichermedien (Smartphones, Tablets, USB-Sticks, MP3-Playern usw.) hingegen, bei denen ein permanentes Speichern von Informationen benötigt wird, kommt - neben einem kleinen Arbeitsspeicher - der Flashspeicher für die Datenspeicherung zum Einsatz. Die Konstruktionsweise dieser beiden Speicherarten ist grundsätzlich verschieden. Das macht DRAM schnell, aber "flüchtig" und energieverschlingend. Flash ist "nicht-flüchtig" und beherrscht eine Speicherzeit von mehr als 10 Jahren ohne Energiezufuhr, ist aber langsam. Eine Konvergenz beider Speichertypen ist auf Basis etablierter Techniken bisher nicht in Sicht. Darum möchten die Forscher an der TU Berlin einen Hybriden von Flash und DRAM entwickeln.
Dort soll nun die technische Machbarkeit und das wirtschaftliche Potenzial eines quantenpunkt-basierten Speicherkonzeptes nachgewiesen werden. Dabei kommen neue Materialkombinationen zum Einsatz, die zu mehr als 10 Jahren Speicherzeit bei Raumtemperatur führen sollen. Um die Skalierbarkeit des Konzeptes zu demonstrieren, werden Speicherzellen entwickelt, die nur noch wenige Quantenpunkte mit ganz wenigen Ladungsträgern als Speichereinheit aufweisen. Dies soll auch ein wichtiger Schritt in Richtung Energieeffizienz der Speicherelemente sein.
Nanoflash: Nanometergroße Einschlüsse eines Halbleitermaterials in ein anderes
Am Institut für Festkörperphysik der TU Berlin wird der Nanoflash-Speicher entwickelt
Foto: TU Berlin
TU-Professor Dr. Dieter Bimberg erforscht und entwickelt mit seiner Arbeitsgruppe Speichermedien auf der Basis selbstorganisierter Quantenpunkte. Das sind nanometergroße Einschlüsse eines Halbleitermaterials in einem anderen Halbleitermaterial. Sind die Materialien richtig gewählt, können Ladungsträger, und damit Informationen, sehr lange darin gespeichert werden. Durch die Verwendung von Verbindungshalbleitern steht eine große Auswahl von Materialkombinationen zur Verfügung, so dass die hier entscheidenden Eigenschaften der Quantenpunkte wie zum Beispiel die Speicherzeit der Speicherzelle gezielt eingestellt werden können.
Langes Speichern und schnelles Schreiben sollen mit der neu entwickelten Speichertechnik in Zukunft möglich sein. Dr. Bimberg und seine Arbeitsgruppe erhalten für ihr Vorhaben der angewandten Grundlagenforschung "Entwicklung von hochfunktionalen Speichern auf Basis von Verbindungshalbleitern" (HOFUS) vom Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMBF) ab November 2011 mehr als 1,6 Millionen Euro. Das BMBF fördert dieses Projekt im Rahmen seines "bridge the gap"-Programms mit einer der höchsten bisher im Rahmen dieses Programms vergebenen Bewilligungssummen.