Anwendung von ReRAM Speichern greifbar nah
Informationstechnologien unterliegen hohen Anforderungen, sie sollen schnell, leistungsfähig und vor allem energiesparend sein. Sogenannte ReRAM Speicherzellen haben das Potenzial genau diese Anforderungen zu erfüllen und damit die Computer von heute zu revolutionieren. Bisher waren die Speicher jedoch noch zu fehleranfällig, um tatsächlich Anwendung zu finden. So konnten die Zellen Informationen noch nicht langfristig genug speichern. Wissenschaftler haben nun jedoch, im Rahmen von JARA und des Sonderforschungsbereichs 917, eine Lösung für dieses Problem gefunden.
Das Prinzip dieser Speicher beruht auf einer besonderen Eigenschaft. ReRAM Zellen haben keinen konstanten Widerstand. Durch das Anlegen einer Spannung kann daher der Widerstand verändert werden. Im binären Sinne steht eine niedrige Spannung für eine „1“, eine hohe Spannung entsprechend für eine „0“. Auf diese Weise können Informationen in einem binären Code auf der Zelle gespeichert werden. Der niedrige Widerstand in der Zelle entsteht dabei durch das Heraustreten der Sauerstoff-Ionen aus der enthaltenen Metalloxidschicht. Das Material wird somit sehr leitfähig und der Widerstand sinkt.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten jedoch beobachten, dass die Sauerstoff-Ionen nach einiger Zeit von alleine in ihre Ausgangsposition gelangen. Hierdurch geht auch die gespeicherte Information verloren.
Mikroskopische Untersuchungen am Peter Grünberg Institut, Elektronische Materialien (PGI-7), unter der Leitung von JARA-FIT Mitglied Prof. Rainer Waser, der maßgeblich an der Einwerbung des Sonderforschungsbereichs 917 beteiligt war und als Koordinator fungiert, ergaben die Aussicht auf eine Lösung für die selbstständige Wanderung der Sauerstoff-Ionen. Eine Schicht aus Strontiumoxid könnte die Wanderung stoppen und somit den Datenverlust verhindern. Berechnungen der Gruppe von Dr. Roger De Souza am Institut für Physikalische Chemie RWTH Aachen, geleitet durch JARA-FIT Mitglied Prof. Manfred Martin, stützen diese Annahme.
Die Erkenntnisse tragen dazu bei, die Anwendung der ReRAM Zellen für die zukünftige Datenspeicherung zu ermöglichen. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse jüngst in dem Fachblatt „Nature Communications“. Weitere Informationen stehen darüber hinaus auf der Website des Forschungszentrums Jülich zur Verfügung.