Eine internationale Forschergruppe hat ein Indiumselenid-Material untersucht, das sich selbst „schockartig“ von einer kristallinen in eine glasartige Phase umwandeln kann. Dafür ist nur ein sehr geringer Energieaufwand erforderlich – eine Milliarde Mal weniger Energie als das herkömmliche Schmelz-Abschreck-Verfahren, das in Speichermedien wie CDs sowie Phasenwechsel-RAM zum Einsatz kommt.
Bei Phasenwechsel-RAMs wird die Informationen auf der Grundlage der Art des Widerstands – hoch oder niedrig – gespeichert, den der glasartige und der kristalline Zustand bieten. Nachteilig ist, dass insbesondere während des Schreibvorgangs sehr viel Strom aufgenommen wird, weil die Kristalle auf Temperaturen von über 800 °C erhitzt und dann plötzlich abgekühlt werden müssen.
Ist ein Übergang vom Kristall zum Glas ohne den Umweg über eine flüssige Phase möglich, ist das gleichbedeutend mit einem wesentlich niedrigeren Energiebedarf beim Schreiben der Daten.
Eine Gruppe aus Forschern des Indian Institute of Science (IISc), der University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Science (Penn Engineering) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat entdeckt, dass bei stromdurchflossenen Indiumselenid-Drähten lange Abschnitte des Materials plötzlich zur Glasphase wechselte. Normalerweise braucht es elektrische Impulse, um eine Amorphisierung herbeizuführen, aber hier hatte ein kontinuierlicher Strom die kristalline Struktur gestört.
Das Team untersuchte und fand die Ursachen für das unerwartete Verhalten, die sie in einem Nature-Forschungspapier beschreiben. Den beobachteten ultraniedrigen Energiepfad für die Amorphisierung wollen die Forschenden nutzen und darauf aufbauende Bauelemente in CMOS-Plattformen integrieren. Damit könnten sich die Verbreitung von Phasenwechsel-Speicher (PCM) erhöhen und sich ein breiteres Spektrum an PCM-Anwendungen erschließen. (jr)
