台湾と日本の研究チームはペロブスカイト材料を使用して、シームレスなストレージと高速データ転送を可能にする新しいメモリデバイスを構築した。

AsianScientist － 台湾と日本は共同研究を行い、ペロブスカイトと呼ばれる結晶性材料の独自の特性を利用して、データを保存すると同時に高速通信を行う、光り輝くメモリデバイスを新しく開発した。Nature Communications 誌で発表されたこの研究は、高性能な電子機器の構築に役立つことを強調している。

電子機器では、情報の基本単位はビットとして取り込まれ、0または1の形式を取る。データ送信の高速化を簡単に説明すれば、これらのビットを格納し、読み取る高速な方法を見つけることである。そのため、研究者たちは、効率性が高いコンピューターと強力なデータセキュリティシステムを構築できる高性能メモリテクノロジーを求め続けてきた。

方法の1つとして、不揮発性抵抗変化型メモリ (RRAM) が挙げられる。これは、高抵抗と低抵抗をすばやく切り替えて1と0を表すことができる。しかしながら、RRAMにはいまだに速度制限が存在する。抵抗値を確認するためには電気的な測定が必要だが、そのため「間接的」な方法となり、結果的にそれぞれの測定に時間がかかる。

科学者らは発光ダイオードを使用し、RRAMと光学測定値を組み合わせて、光が1か0かを確認しようとしてきた。このようなメモリデバイスの製造を簡素化するために、台湾師範大学と日本の九州大学のチームは、ペロブスカイトを使用して電気的特性と光学的特性の両方を実現した。

イオンと呼ばれる荷電原子が結晶構造を持つペロブスカイトを移動すると、構造の中で光が放出され、電流が流れる。この相乗的な組み合わせのおかげで、研究者たちがRRAMと発光セルという2つの機能を持つデバイスを製造するために必要とするのは、臭化鉛セシウムを含むペロブスカイト1層だけである。

イオンのスイッチのような動きを変調することにより、「発光メモリ」(LEM) デバイスで同期された電気的・光学的な読み取りが可能になる。ペロブスカイト構造の1つは情報の書き込みや消去を行うRRAMとして機能し、もう1つは操作ごとに異なる色を同時に示し、高速に点滅してリアルタイムにデータを送信する。

研究者らによると、LEMは非常に効率的に送信することができるので、独自な多機能を備えた強化された技術を発明し、ペロブスカイト材料の応用範囲を広げる可能性がある。

研究者らは「この研究は複雑性の高いデバイスアーキテクチャに基づくものであり、ペロブスカイトを使った効率性の高いデバイスにつなげることができると考えています。そのデバイスは高い統合密度、高速な変調速度、複数のデバイス機能を備えているでしょう」と締めくくった。