Křemíkové technologie jednou skončí. Je nutné hledat nové cesty

Výpočetní technika je založena na využití polovodičů, především křemíku. Jedním z nových fyzikálních principů pro uchování dat je odporové spínání.
Tento jev využívá principů elektrochemie ve velmi jednoduché struktuře: kovová elektroda/iontový vodič/kovová elektroda.
Působením elektrického napětí lze obě elektrody spojit vodivým kanálkem kovu. Kovový kanálek může být pak působením napětí opět rozpuštěn. Dva stavy struktury (s kanálkem a bez kanálku) lze vzájemně odlišit měřením odporu. Dva stavy nám mohou uchovat binární informaci (0 a 1), se kterou pracuje výpočetní technika.
 
Přednost odporového spínání je velmi jednoduchá struktura paměťové buňky, která tak může být relativně snadno připravena v extrémně malých (nano) rozměrech.
I ostatní parametry paměťových buněk využívající tohoto principu jsou velmi dobré, a proto patří mezi novými fyzikálními principy k ukládání dat mezi ty nejslibnější.
Studiem odporového spínání se zabývají i v laboratořích Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice. Pod vedením profesora Tomáše Wágnera studují chování paměťových buněk v extrémně malých (nano) rozměrech.
 
Laboratoří nás provedl ing. Jakub Kolář, PhD. A hned na počátku vysvětluje: „Pro studium odporového spínání využíváme iontově vodivá chalkogenidová skla, jejichž studium má v naší skupině dlouhou tradici. Využíváme i porézní oxid hlinitý. Tento materiál má unikátní porézní strukturu“. Pinzetou držím slabounkou membránu. V počítači vidím rovnoběžné póry prostupující matricí oxidu hlinitého, a vytváří tak porézní membránu, kterou držím. Průměr pórů je v extrémně malých (nano) rozměrech. Výhodou je, že porézní oxid hlinitý lze relativně snadno připravit, a to elektrochemicky.
 
V další laboratoři se porézní oxid hlinitý vyplňuje stříbrem (jak jinak než elektrochemicky), a už si prohlížím malou plochu protkanou stříbrnými nitkami, nanodrátky. Ve třetí laboratoři je příprava paměťové buňky dokončena přepařením pole stříbrných nanodrátků iontově vodivým chalkogenidovým sklem.Připravené paměťové buňky ing. Jakub Kolář, Ph.D. měří a studuje jejich chování v různých podmínkách. Poznatky pomáhají pochopit tento unikátní fyzikální princip, který má potenciál posunout výpočetní techniku do další generace.
 
Jana Davidová-Kracíková
 
Pořad vznikl za podpory Univerzity Pardubice a projektu BRAVO - Brána vědění otevřená, který je spolufinancován evropskými fondy a státním rozpočtem České republiky.