UltraRAM
અલ્ટ્રા રેમ એ એક બ્રાન્ડ નામ અને સંગ્રહ ઉપકરણ તકનીક છે જે વિકાસ હેઠળ છે. લેન્કેસ્ટર યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ઇજનેરી વિભાગે વોરવિક ખાતેના ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગના સહયોગથી અદ્યતન ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રીના જર્નલમાં એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું જે બિન-અસ્થિર મેમરી ટેકનોલોજીમાં સુધારો સૂચવે છે. તેને મેમરી સ્ટોરેજ ટેકનોલોજી તરીકે વર્ણવવામાં આવી છે જે "ડેટા સ્ટોરેજ મેમરીની બિન-અસ્થિરતાને જોડે છે, જેમ કે ફ્લેશ, ઝડપ, ઊર્જા-કાર્યક્ષમતા અને DRAM જેવી કાર્યકારી મેમરીની સહનશક્તિ સાથે" જેનો અર્થ છે કે તે હાર્ડ ડ્રાઇવની જેમ ડેટાને જાળવી શકે છે. જ્યારે લેન્કેસ્ટર ટીમે કાર્યમાં સિદ્ધાંતોને દર્શાવવા માટે કેટલાક મૂળભૂત પ્રયોગો કર્યા હતા, ત્યારે અલ્ટ્રા રેમ આ ક્ષણે મોટે ભાગે સૈદ્ધાંતિક રહે છે. લેન્કેસ્ટર યુનિવર્સિટીના સંશોધકો કહે છે કે ગુણવત્તામાં સુધારો કરવા, બનાવટની પ્રક્રિયાને સારી રીતે ગોઠવવા અને અલ્ટ્રારેમ ઉપકરણોને અમલમાં મૂકવા અને માપવા માટે વધુ કામ ચાલી રહ્યું છે. ઇતિહાસ 2023 માં ક્વિનસ કંપનીની રચના અલ્ટ્રારામને વધુ વિકસાવવા માટે કરવામાં આવી હતી. મેમરી કન્સેપ્ટ યુએલટીઆરએઆરએએમ એ ચાર્જ આધારિત મેમરી છે જ્યાં તર્કની સ્થિતિ એફજી (ફ્રન્ટ ગેટ) માં ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી અથવા ગેરહાજરી દ્વારા નક્કી થાય છે. એફજીને નિયંત્રણ દ્વાર (CG) થી Al2O3 ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા અને અંતર્ગત ચેનલમાંથી INAs/AlSb TBRT હેટેરોસ્ટ્રક્ચર દ્વારા વિદ્યુત રીતે અલગ કરવામાં આવે છે. એફ. જી. માં ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી (તર્ક 0 સ્થિતિને વ્યાખ્યાયિત કરતી) અંતર્ગત એન-પ્રકારની આઈ. એન. એ. એસ. ચેનલમાં વાહકોને ઘટાડે છે, તેની વાહકતા ઘટાડે છે. આમ, એફ. જી. ની ચાર્જ સ્થિતિ અને તેથી, મેમરીની તર્ક સ્થિતિ, જ્યારે સ્રોત (એસ) અને ડ્રેઇન (ડી) સંપર્કો વચ્ચે વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે ચેનલ દ્વારા પ્રવાહને માપવા દ્વારા બિન-રચનાત્મક રીતે વાંચવામાં આવે છે. મેમરીનો અંતિમ ઘટક આઈ. એન. એ. એસ. બેક-ગેટ (બી. જી.) છે, જે વિવિધ કામગીરીઓ માટે વોલ્ટેજને ગેટ સ્ટેક પર ઊભી રીતે લાગુ કરવાની મંજૂરી આપે છે. મેમરીને આધાર આપતી નવીનતા એ TBRT (ટ્રિપલ બેરિયર રેઝોનન્ટ ટનલિંગ) માળખું છે, જે, એક સ્તરના અવરોધોથી વિપરીત, માત્ર ± 2.5 V ના ઉપયોગ દ્વારા અત્યંત વિદ્યુત પ્રતિરોધક સ્થિતિમાંથી અત્યંત વાહક સ્થિતિમાં ફેરવી શકાય છે. આ AlSb અવરોધો અને INAS QW (ક્વોન્ટમ વેલ) સ્તરોની જાડાઈની સાવચેતીપૂર્વક ડિઝાઇન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે મેમરી રીટેન્શન સ્થિતિમાં હોય છે, એટલે કે, જ્યારે ઉપકરણ પર કોઈ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવતું નથી, ત્યારે TBRT QWs માં ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ્સ એકબીજા સાથે ખોટી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે અને ઊર્જાસભર રીતે INAS FG અને ચેનલ સ્તરોની 300 K ઇલેક્ટ્રોન વસ્તીથી ઉપર હોય છે. ખરેખર, પ્રતિધ્વનિત-ટનેલિંગ માળખા માટે અસામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ઊર્જા પર રહેતા ક્યુડબ્લ્યુ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ્સ દ્વારા બિન-અસ્થિરતાને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે. આ અલ્ટ્રાથિન ક્યૂડબલ્યુ અને આઈએનએમાં અસાધારણ નીચા ઇલેક્ટ્રોન અસરકારક દળના સંયોજનને કારણે છે. આ સ્થિતિમાં, ટીબીઆરટી એક મોટો અવરોધ પૂરો પાડે છે જે એફજીની અંદર અથવા બહાર ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફરને અટકાવે છે. જો કે, સમગ્ર ઉપકરણમાં યોગ્ય પૂર્વગ્રહનો ઉપયોગ વહન પટ્ટીને એવી રીતે નમાવે છે કે TBRT QW જમીનની સ્થિતિ ચેનલમાં (પ્રોગ્રામ કામગીરી દરમિયાન) અથવા FG (ભૂંસી નાખવાની કામગીરી દરમિયાન) કબજે કરેલા ઇલેક્ટ્રોન સ્થિતિઓ સાથે સંરેખિત થાય છે. આ પ્રતિધ્વનિત ટનલિંગની સ્વાભાવિક રીતે ઝડપી ક્વોન્ટમ-યાંત્રિક પ્રક્રિયા દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનને TBRT પ્રદેશમાં ઇચ્છિત દિશામાં ઝડપથી આગળ વધવાની મંજૂરી આપે છે. ડી. આર. એ. એમ. ની સરખામણીમાં જરૂરી ઓછા વોલ્ટેજ અને ઉપકરણના એકમ વિસ્તાર દીઠ ઓછી ક્ષમતાને કારણે, 10−17 જે. ની અલ્ટ્રાલો લોજિક સ્ટેટ સ્વિચિંગ ઊર્જાની આગાહી 20 એન. એમ. ફીચર કદની યુ. એલ. ટી. આર. એ. આર. એ. એમ. મેમરીઓ માટે કરવામાં આવે છે, જે અનુક્રમે ડી. આર. એ. એમ. અને ફ્લેશ કરતા ઓછી તીવ્રતાના બે અને ત્રણ ક્રમ છે. જો કે, આ અલ્ટ્રા-લો સ્વિચિંગ ઊર્જાને એનએમ-સ્કેલ ઉપકરણો બનાવીને અનુભવી શકાય તે પહેલાં, માઇક્રોન સ્કેલ ઉપકરણોના મૂળભૂત ગુણધર્મોને પહેલા સમજવા અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા આવશ્યક છે. GaAs સબસ્ટ્રેટ્સ પર ઉગાડવામાં આવેલા યુએલટીઆરએઆરએએમ પ્રોટોટાઇપ ઉપકરણોએ અગાઉ પ્રયોગ-મર્યાદિત, ઉપકરણ-મર્યાદિત નહીં, 105 સેકન્ડની બિન-અસ્થિર જાળવણી અને 106 પ્રોગ્રામ-ઇરેઝ ચક્રની સહનશક્તિ દર્શાવી છે. ઓપરેશન્સ ચાર્જ્ડ એફજીને તર્ક '0' તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, અને ચાર્જની ગેરહાજરીને તર્ક '1' તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. એફજીને ચાર્જ કરવા અને ડિસ્ચાર્જ કરવા માટે અનુક્રમે પ્રોગ્રામ અને ભૂંસી નાંખો, CG પર ≤ ± 2.55 V ના વોલ્ટેજ પલ્સનો ઉપયોગ કરો. આઈ. એન. એ. એસ. ચેનલ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં સબમાઇક્રોમીટર ફીચર કદ અને <100 એમ. વી./ડી. સી. ની સબથ્રેશોલ્ડ સ્વિંગ અગાઉ દર્શાવવામાં આવી છે. પરિણામે, લેન્કેસ્ટર ટીમ દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવેલા ઉપકરણોમાં 350 એમવીની થ્રેશોલ્ડ વોલ્ટેજ વિંડોને કારણે, સામાન્ય રીતે બંધ ચેનલના અમલીકરણ સાથે યુએલટીઆરએઆરએએમનો 0/1 વર્તમાન વિરોધાભાસ ત્રણ દાયકા સુધી સુધરવાની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. ચેનલના સાવચેતીપૂર્વક ફેરફાર દ્વારા 0/1 કોન્ટ્રાસ્ટમાં આવા સુધારાથી મેમરી એરેને નવીન ઉચ્ચ-ઘનતા રેમ આર્કિટેક્ચર સાથે બનાવવામાં આવશે. સિલિકોન ઉપકરણો પરની યુએલટીઆરએઆરએએમ વાસ્તવમાં જીએએના સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર વેફર્સ પરની તકનીકીના અગાઉના અવતારોને પાછળ છોડી દે છે, જેમાં ઓછામાં ઓછા 1000 વર્ષના ડેટા સંગ્રહ સમય, ઝડપી સ્વિચિંગ ઝડપ (ઉપકરણના કદ માટે) અને ઓછામાં ઓછા 10 મિલિયનની પ્રોગ્રામ-ઇરેઝ સાઇકલિંગ સહનશક્તિ દર્શાવવામાં આવી છે, જે ફ્લેશ કરતા એકસોથી એક હજાર ગણી સારી છે. લેન્કેસ્ટર ખાતે ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગના પ્રોફેસર મનુસ હેયને, જે આ કાર્યનું નેતૃત્વ કરે છે, તેમણે જણાવ્યું હતું કે, "સિલિકોન પરની યુએલટીઆરઆરએએમ એ અમારા સંશોધન માટે એક મોટી પ્રગતિ છે, જેમાં મોટા સ્ફટિકીય જાળી મેળ ખાતી નથી, તાત્વિકથી સંયોજન સેમિકન્ડક્ટરમાં પરિવર્તન અને થર્મલ સંકોચનમાં તફાવતો જેવા ખૂબ જ નોંધપાત્ર સામગ્રી પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે". 11 ઓગસ્ટ, 2023ના રોજ, તેણે 17મી ફ્લેશ મેમરી શિખર સંમેલન (એફએમએસ 2023) માં "મોસ્ટ ઇનોવેટિવ ફ્લેશ મેમરી સ્ટાર્ટઅપ" એવોર્ડ જીત્યો હતો. ફ્લોટિંગ-ગેટ MOSFET ચાર્જ ટ્રેપ ફ્લેશ ડાયનેમિક રેન્ડમ-એક્સેસ મેમરી સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ પ્રમોશન વિડિયોઃ https://www.youtube.com/watch?v=iz-sYyfojw4 ડેટા સ્ટોરેજ પણ જુઓ.