Nano Random Access Memory - Définition

Introduction

La mémoire NRAM ou mémoire Nano-RAM est un type de mémoire d'ordinateur non volatile à l'état de recherche et développement, propriété de Nantero.

Le fonctionnement de la mémoire NRAM est basée sur la position des nanotubes de carbone sur un substrat semblable à un circuit intégré. En théorie, la petite dimension des nanotubes devrait permettre une très grande densité d'information par unité de surface.

Les chercheurs espèrent que cette mémoire remplacera un jour la mémoire flash.

Technologie

La technologie de Nantero est basée sur l'effet connu dans les nanotubes de carbone où les nanotubes croisées sur une surface plane peuvent : soit se toucher, soit être légèrement séparés dans le sens vertical (normal pour les substrats), effet dû à la Force de van der Waals. Chaque cellule de NRAM est composée d'un nombre de nanotubes suspendus dans des terrains isolant sur une électrode de métal. Posés, les nanotubes reposent au-dessus de l'électrode dans l'air, à peu près 13 nm au-dessus dans les versions actuelles, étirés entre les deux terrains. Un petit point d'or est déposé sur le haut des nanotubes sur l'un des terrains, faisant une connexion électrique, ou terminale. Une seconde électrode se trouve en dessous de la surface, à environ 100 nm de distance.

Normalement, avec les nanotubes suspendus au-dessus de l'électrode, un faible voltage appliqué entre le terminal et l'électrode du dessus ne permettra pas de faire circuler le courant. Cela représente l'état 0. Néanmoins, si un voltage plus important est appliqué entre les deux électrodes, les nanotubes vont être entraînés vers l'électrode du dessus jusqu'à ce qu'ils la touchent. À ce moment, un faible voltage entre le terminal et l'électrode du dessus permettra au courant de passer (les nanotubes étant conducteurs), représentant un état 1. L'état peut changer en inversant la polarité de la charge appliquée aux deux électrodes. N-RAM peut contenir jusqu'à 200 gigabytes par unité au carré (square unit).

Ce qui fait réagir cela comme une mémoire est que les deux positions des nanotubes sont stables. Sur la position éteinte, la tension mécanique dans les tubes est basse, ce qui les maintient naturellement dans cette position et permet de lire continuellement 0. Quand les tubes sont mis en contact avec l'électrode du dessus, une force nouvelle, la petite Force de Van der Waals, entre en jeu et attire les tubes suffisamment pour vaincre la tension mécanique. Une fois dans cette position, les tubes vont rester là où ils sont et on pourra lire 1. Ces positions sont suffisamment résistantes aux interférences extérieures comme les radiations qui peuvent effacer ou déstabiliser la mémoire dans une DRAM conventionnelle.

Les NRAMs sont construits en déposant de nombreux nanotubes sur une puce (chip) pré-fabriquée contenant les rames des électrodes en forme de résistances avec les légèrement plus grandes strates entre elles. Les tubes au mauvais emplacement sont alors retirés, et les terminaux en or déposés sur le haut. Différentes méthodes peuvent être utilisées pour sélectionner une cellule unique où écrire, par exemple le second appareil d'électrodes peut être tourné dans la direction opposée, formant une grille, ou il peut être sélectionné en ajoutant du voltage dans les terminaux, signifiant que seules les cellules sélectionnées ont un voltage total suffisant pour causer le retournement.

Actuellement, la méthode consistant à retirer les nanotubes non désirés rend le système impraticable. La précision et la taille par épitaxie est considérablement plus grande que la taille de la cellule ne le permet. Des cellules actuellement existantes en état d'expérimentation ont une densité très basse par rapport à celles utilisées, de nouvelles méthodes de production vont devoir être introduites pour rendre le système utilisable.