Энергонезависимую память можно сделать с помощью вируса

25.12.2018

У современных персональных компьютеров есть недостаток, устранить который инженерам пока не очень удается. Обычная оперативная память на кремниевых чипах работает достаточно быстро, но она не подходит для постоянного хранения информации. А материалы для новейшей энергонезависимой памяти капризны, и создать из них микроскопические структуры не так-то просто.

В будущем, по мнению некоторых специалистов, традиционные жесткие диски уступят место чипам с ячейками из материалов, которые способны менять свое фазовое состояние. Подобным образом ведут себя, например, германий, теллур и сурьма. Ячейка памяти с этими веществами может в нужный момент быть кристаллическом состоянии, а затем переключиться из кристаллического состояния в аморфное. В кристаллическом виде ячейка отлично проводит ток, а в аморфном становится изолятором. Этого достаточно, чтобы запоминать бит информации - ноль или единицу.

Чтобы такая память стала дешевой и массовой, нужно научиться совмещать новые материалы с уже существующими кремниевыми микросхемами. Один из лучших вариантов - делать ячейки в форме нитей толщиной в несколько нанометров. Однако технология производства нитей требует высоких температур, которые разрушительно действуют на новые материалы. Ангела Белчер (Angela Belcher) и Десмонд Лоук (Desmond Loke) из Массачусетского технологического института и Сингапурского университета технологии и дизайна нашли способ создавать микроскопические нити при комнатной температуре.

Исследователи использовали частицы германия и олова, которые тоже способны менять фазовое состояние. А собрать нить помог вирус-бактериофаг М13 длиной около 80 нм, паразитирующий на бактерии Escherichia coli. Молекулы на поверхности вируса заряжены отрицательно и поэтому могут притягивать положительно заряженные частицы германия и олова. В растворе без вирусов из частиц получались только бесформенные комки. А как только в раствор добавляли вирусы, частицы прилипали на их поверхности. Изучение раствора с помощью метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показало, что частицы выстраивались в нити толщиной несколько десятков нанометров.

Микроструктуры, собранные на поверхности вируса, оказались пригодными для запоминания информации. Под воздействием тока они успешно меняли состояние с кристаллического на аморфное и наоборот. Любопытно, что модифицированный вариант вируса собирал частицы лучше, чем природные вирусы.

<< Назад: Связь голода с любопытством 25.12.2018

>> Вперед: Цифровые 30А DC-DC регуляторы IR38263/5 24.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива MSP430FR5969 - производительный микроконтроллер с FRAM памятью 02.05.2015 MSP430FR5969 от компании Texas Instruments - это инновационный микроконтроллер в котором вместо FLASH-памяти используется память, реализованная по технологии FRAМ. FRAM-память имеет преимущество по сравнению с традиционной для микроконтроллеров FLASH-памятью, что определяет ее надежность и удобство в использовании. Из дополнительных плюсов стоит отметить возможность использования области FRAM-памяти в качестве оперативной памяти, причем размер этой области задается пользователем. Также разработчик может установить защиту определенных областей памяти от разного типа доступа (чтение/запись). В MSP430FR5969 интегрирована производительная аналоговая периферия, включающая 12-битный АЦП с источником опорного напряжения и 16-входовый аналоговый компаратор. Для коммуникации с внешними устройствами в контроллере предусмотрены интерфейсы UART, SPI, I2C, а также модулятор IrDA для использования в интерфейсах обмена данными с использованием инфракрасного излучения. Интерфейсы UART и I2C могут использоваться для программирования или обновления ПО контроллера с использованием загрузчика BSL. Все выводы GPIO поддерживают технологию реализации емкостных сенсоров CapTouch. Весомым преимуществом является наличие отладочной платы MSP-EXP430FR5969 с реализованным на ней инструментом EnergyTrace++. EnergyTrace++ - единственная технология, позволяющая отследить потребление микроконтроллера, режим работы ядра и состояние каждого из периферийных модулей в реальном времени. Это позволяет провести максимальную оптимизацию профиля энергопотребления системы и повысить эффективность программного обеспечения для микроконтроллера. MSP430FR5969 - это идеальный вариант для применения в устройствах, ведущих частую перезапись данных в области постоянной памяти, а также для батарейных устройств с долгим временем работы. Основные параметры Частота тактирования: 16 МГц; Объем FRAM-памяти: 64 КБайт; Объем SRAM-памяти: 2 КБайт; Количество выводов GPIO: 40; Количество интерфейсов I2C: 1; Количество интерфейсов SPI: 3; Количество интерфейсов UART: 2; Количество каналов DMA: 3; Аналого-цифровой преобразователь: 12-бит, 16 каналов; Количество входов аналогового компаратора: 16; Количество 16-разрядных таймеров: 5; Модуль шифрования: AES256; Диапазон рабочих температур: -40...85.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025