नैनो-रैम

नैनो-रैम कंपनी नान्टेरो की एक मालिकाना कंप्यूटर मेमोरी तकनीक है। यह एक प्रकार की गैर-परिवर्तनशील मेमोरी है। गैर-परिवर्तनशील रैंडम-एक्सेस मेमोरी एक चिप-समान कार्यद्रव पर जमा कार्बन नैनोट्यूब की स्थिति पर आधारित है। सिद्धांत रूप में, नैनोट्यूब का छोटा आकार बहुत उच्च घनत्व वाली मेमोरी की अनुमति देता है। नैनटेरो इसे एनआरएएम के रूप में भी संदर्भित करता है।

प्रौद्योगिकी

पहली पीढ़ी की नान्टेरो एनआरएएम तकनीक तीन-अवसानक अर्धचालक प्रणाली पर आधारित थी, जहां मेमोरी सेल को मेमोरी स्टेट्स के बीच परिवर्तन करने के लिए तीसरे अवसानक का उपयोग किया जाता है। दूसरी पीढ़ी की एनआरएएम तकनीक दो-अवसानक मेमोरी सेल पर आधारित है। दो-अवसानक सेल में छोटे सेल आकार, सब-20 एनएम नोड्स के लिए बेहतर मापनीयता ([[ अर्धचालक उपकरण निर्माण ]] देखें), और संरचना के उपरान्त मेमोरी सेल को निश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) करने की क्षमता जैसे लाभ हैं।

कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) के एक गैर-बुने हुए फैब्रिक के आव्यूह में, पार किए गए नैनोट्यूब को उनकी स्थिति के आधार पर या तो स्पर्श किया जा सकता है या थोड़ा अलग किया जा सकता है। स्पर्श करने पर, कार्बन नैनोट्यूब वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। प्रत्येक एनआरएएम सेल में चित्र 1 में चित्रित दो विद्युदग्र के बीच स्थित सीएनटी का एक अंतराबंध नेटवर्क होता है। सीएनटी फैब्रिक दो धातु विद्युदग्र के बीच स्थित होता है, जिसे फोटोलिथोग्राफी द्वारा परिभाषित और निक्षारित किया जाता है, और यह एनआरएएम सेल बनाता है।

कार्बन नैनोट्यूब संरचना

एनआरएएम एक प्रतिरोधक गैर-परिवर्तनशील रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) के रूप में कार्य करता है और इसे सीएनटी फैब्रिक की प्रतिरोधक स्थिति के आधार पर दो या अधिक प्रतिरोधक वृत्ति में रखा जा सकता है। जब सीएनटी संपर्क में नहीं होते हैं तो फैब्रिक की विद्युत प्रतिरोध स्थिति अधिक होती है और एक बंद या 0 स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है। जब सीएनटी को संपर्क में लाया जाता है, तो फैब्रिक की प्रतिरोध स्थिति कम होती है और एक या 1 स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है। एनआरएएम एक मेमोरी के रूप में कार्य करता है क्योंकि दो प्रतिरोधक अवस्थाएँ बहुत स्थिर होती हैं। 0 स्थिति में, सीएनटी (या उनमें से एक भाग) संपर्क में नहीं हैं और सीएनटी की कठोरता के कारण एक अलग अवस्था में रहते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च प्रतिरोध या निम्न वर्तमान माप स्थिति ऊपर और नीचे विद्युदग्र के बीच होती है। 1 स्थिति में, सीएनटी (या उनमें से एक भाग) संपर्क में हैं और सीएनटी के बीच वैन डेर वाल्स बलों के कारण संपर्क में रहते हैं, जिसके परिणामस्वरूप शीर्ष और निचले विद्युदग्र के बीच कम प्रतिरोध या उच्च वर्तमान माप स्थिति होती है। ध्यान दें कि प्रतिरोध के अन्य स्रोत जैसे विद्युदग्र और सीएनटी के बीच संपर्क प्रतिरोध महत्वपूर्ण हो सकते हैं और उन पर भी विचार करने की आवश्यकता है।

एनआरएएम को स्तिथि के बीच परिवर्तन करने के लिए, रीड वोल्टेज से अधिक एक छोटा वोल्टेज ऊपर और नीचे के विद्युदग्र के बीच लगाया जाता है। यदि एनआरएएम 0 अवस्था में है, तो लागू वोल्टेज एक दूसरे के करीब सीएनटी के बीच एक स्थिर वैद्युत भंडारण आकर्षण का कारण बनेगा, जिससे एसईटी संचालन होगा। लगाए गए वोल्टेज को हटा दिए जाने के बाद, सक्रियण ऊर्जा (E_a) लगभग 5eV का है। यदि एनआरएएम सेल 1 अवस्था में है, तो रीड वोल्टेज से अधिक वोल्टेज लगाने से सीएनटी संधिस्थल को अलग करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ सीएनटी फोनन उत्तेजना उत्पन्न होगी। यह फोनन चालित रीसेट संचालन है। सक्रियण ऊर्जा (E_a) के साथ उच्च यांत्रिक कठोरता (यंग का मापांक 1 टीपीए) के कारण सीएनटी बंद या 5 ईवी से बहुत अधिक उच्च प्रतिरोध अवस्था में रहता है।)। चित्र 2 परिवर्तन संचालन में सम्मिलित सीएनटी की एक व्यक्तिगत जोड़ी के दोनों स्तिथि को दिखाता है। स्तिथि के बीच परिवर्तन करने के लिए आवश्यक उच्च सक्रियण ऊर्जा (> 5eV) के कारण, एनआरएएम परिवर्तन विकिरण और प्रचालन तापमान जैसे बाहरी हस्तक्षेप का प्रतिरोध करता है जो डीआरएएम जैसी पारंपरिक मेमोरी को मिटा या पलट सकता है।

चित्रा 2: कार्बन नैनोट्यूब संपर्क बिंदु

एनआरएएम को चित्र 1 में दिखाए गए ट्रांजिस्टर जैसे चालक की पूर्वनिर्मित सरणी पर सीएनटी की एक समान परत जमा करके बनाया गया है। एनआरएएम सेल का निचला विद्युदग्र सेल को चालक से जोड़ने वाले (इलेक्ट्रॉनिक्स) के माध्यम से अंतर्निहित के संपर्क में है। नीचे के विद्युदग्र को अंतर्निहित के हिस्से के रूप में गढ़ा जा सकता है या इसे एनआरएएम सेल के साथ एक साथ गढ़ा जा सकता है, जब सेल को फोटोलिथोग्राफिक रूप से परिभाषित और निक्षारित किया जाता है। सेल को फोटोलिथोग्राफ़िक रूप से परिभाषित और निक्षारित करने से पहले, शीर्ष विद्युदग्र को सीएनटी परत पर एक धातु आवरण के रूप में जमा किया जाता है ताकि एनआरएएम सेल की परिभाषा के उपरान्त शीर्ष धातु विद्युदग्र को प्रतिरूप और निक्षारित बनाया जा सके। निम्नलिखित निष्क्रियता और सरणी भरने के बाद, शीर्ष धातु विद्युदग्र को रासायनिक-यांत्रिक समतलन जैसी मसृणन प्रक्रिया का उपयोग करके अतिव्यापी निम्नलिखित वापस उत्कीर्णन करके उजागर किया जाता है। शीर्ष विद्युदग्र के उजागर होने के साथ, एनआरएएम सरणी को पूरा करने के लिए धातु तार स्थापन अन्तर्संबद्ध का अगला स्तर तैयार किया गया है। चित्र 3 लिखने और पढ़ने के लिए एक सेल का चयन करने के लिए एक विद्युत परिपथ विधि दिखाता है। एक तिर्यक्-संजाल अन्तर्संबद्ध व्यवस्था का उपयोग करते हुए, एनआरएएम और चालक, (सेल), अन्य मेमोरी सरणियों के समान एक मेमोरी शृंखला समूह बनाता है। शब्द रेखा (डब्ल्यूएल), बिट लाइन (बीएल), और सरणी में अन्य कोशिकाओं को परेशान किए बिना लाइनों (एसएल) का चयन करने के लिए उचित वोल्टेज लागू करके एक एकल सेल का चयन किया जा सकता है।

चित्रा 3: सीएनटी परिवर्तन

विशेषताएं

एनआरएएम का घनत्व कम से कम सैद्धांतिक रूप से डीआरएएम के समान है। डीआरएएम में संधारित्र सम्मिलित हैं, जो अनिवार्य रूप से दो छोटी धातु पटटिका हैं जिनके बीच एक पतली विसंवाहक है। एनआरएएम में अवसानक और विद्युदग्र स्थूलतः डीआरएएम में पटटिका के समान आकार के होते हैं, उनके बीच के नैनोट्यूब इतने छोटे होते हैं कि वे समग्र आकार में कुछ भी नहीं जोड़ते हैं। हालाँकि ऐसा लगता है कि एक न्यूनतम आकार है जिस पर एक डीआरएएम बनाया जा सकता है, जिसके नीचे पटटिका पर पर्याप्त प्रभार जमा नहीं होता है। एनआरएएम केवल शिला लिपि द्वारा सीमित प्रतीत होता है। इसका अर्थ यह है कि एनआरएएम डीआरएएम की तुलना में अधिक सघन हो सकता है, शायद कम खर्चीला भी हो सकता है। डीआरएएम के विपरीत, एनआरएएम को इसे रिफ्रेश करने के लिए बिजली की आवश्यकता नहीं होती है, और बिजली हटाने के बाद भी इसकी मेमोरी सुरक्षित रहेगी। इस प्रकार प्रणाली की मेमोरी स्थिति को लिखने और बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति डीआरएएम की तुलना में बहुत कम है, जिसे सेल पटटिका पर प्रभार बनाना पड़ता है। इसका अर्थ यह है कि एनआरएएम लागत की स्तिथि में डीआरएएम के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है, लेकिन इसके लिए कम बिजली की भी आवश्यकता होती है, और इसके परिणामस्वरूप यह बहुत तीव्र होता है क्योंकि लिखने का प्रदर्शन काफी हद तक आवश्यक कुल शुल्क से निर्धारित होता है। एनआरएएम सैद्धांतिक रूप से एसआरएएम के समान प्रदर्शन तक पहुंच सकता है, जो डीआरएएम से तीव्र है लेकिन बहुत कम सघन है, और इस प्रकार बहुत अधिक महंगा है।

अन्य गैर-परिवर्तनशील मेमोरी के साथ तुलना

गैर-परिवर्तनशील रैंडम-एक्सेस मेमोरी (एनवीआरएएम) प्रौद्योगिकियों की तुलना में, एनआरएएम के कई लाभ हैं। फ्लैश मेमोरी में, एनवीआरएएम का सामान्य रूप, प्रत्येक सेल एक एमओएसएफईटी ट्रांजिस्टर जैसा दिखता है जिसमें सीजी और एफजी के बीच एक प्लावी गेट (एफजी) द्वारा नियंत्रित नियंत्रण गेट (सीजी) होता है। एफजी एक रोधक निम्नलिखित, सामान्यतः एक ऑक्साइड से घिरा हुआ है। चूंकि एफजी आसपास के निम्नलिखित द्वारा विद्युत रूप से पृथक है, एफजी पर रखा गया कोई भी इलेक्ट्रॉन एफजी पर फंस जाएगा जो ट्रांजिस्टर के प्रणाल से सीजी को स्क्रीन करता है और ट्रांजिस्टर के प्रभाव सीमा वोल्टेज (वीटी) को संशोधित करता है। FG पर लगाए गए प्रभार की मात्रा को लिखकर और नियंत्रित करके, FG चयनित सेल के VT के आधार पर एमओएसएफईटी फ्लैश प्रणाली की चालन स्थिति को नियंत्रित करता है। एमओएसएफईटी प्रणाल के माध्यम से बहने वाली धारा को एक द्विआधारी कोड बनाने वाले सेल की स्थिति का निर्धारण करने के लिए महसूस किया जाता है, जहां 1 स्थिति (वर्तमान प्रवाह) जब एक उपयुक्त CG वोल्टेज लगाया जाता है और 0 स्थिति (कोई वर्तमान प्रवाह नहीं) जब CG वोल्टेज लागू होता है।

लिखे जाने के बाद, विसंवाहक FG पर इलेक्ट्रॉनों को फँसाता है, इसे 0 स्थिति में बंद कर देता है। हालाँकि, उस बिट को बदलने के लिए, पहले से संग्रहीत किसी भी प्रभार को मिटाने के लिए विसंवाहक को अधिप्रभार करना पड़ता है। इसके लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है, लगभग 10 वोल्ट, एक बैटरी से कहीं अधिक प्रदान कर सकता है। फ्लैश सिस्टम में एक प्रभार पंप सम्मिलित होता है जो धीरे-धीरे बिजली बनाता है और इसे उच्च वोल्टेज पर अवमुक्त करता है। यह प्रक्रिया न केवल धीमी है, बल्कि विसंवाहक को भी खराब करती है। इस कारण से प्रणाली के प्रभावी ढंग से काम करने से पहले फ्लैश में सीमित संख्या में लिखा जाता है।

एनआरएएम फ्लैश की तुलना में कम ऊर्जा पढ़ता है और लिखता है (या रीफ्रेश के कारण उस स्तिथि के लिए डीआरएएम), जिसका अर्थ है कि एनआरएएम में बैटरी जीवन लंबा हो सकता है। यह दोनों की तुलना में लिखने में भी तीव्र हो सकता है, जिसका अर्थ है कि इसका उपयोग दोनों को बदलने के लिए किया जा सकता है। आधुनिक फोन में फोन नंबर स्टोर करने के लिए फ्लैश मेमोरी, उच्च प्रदर्शन कार्य मेमोरी के लिए डीआरएएम सम्मिलित है क्योंकि फ्लैश बहुत धीमा है, और कुछ एसआरएएम भी उच्च प्रदर्शन के लिए धीमे हैं। कुछ एनआरएएम को सीपीयू पर सीपीयू कैशे के रूप में कार्य करने के लिए रखा जा सकता है, और अन्य चिप्स में डीआरएएम और फ्लैश दोनों को प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

एनआरएएम विभिन्न प्रकार की नई मेमोरी प्रणालियों में से एक है, जिनमें से कई एनआरएएम के समान ही सार्वभौमिक मेमोरी होने का दावा करती हैं - फ्लैश से डीआरएएम से एसआरएएम तक सब कुछ बदल देती हैं।

उपयोग के लिए तैयार एक वैकल्पिक मेमोरी फेरोइलेक्ट्रिक रैम (एफ रैम या एफई रैम) है। एफई रैम डीआरएएम सेल में फेरो-इलेक्ट्रिक सामग्री की एक छोटी मात्रा जोड़ता है। सामग्री में क्षेत्र की स्थिति बिट को गैर-विनाशकारी प्रारूप में कूटलेखन करती है। एफई रैम में एनआरएएम के लाभ हैं, हालांकि सबसे छोटा संभव सेल आकार एनआरएएम की तुलना में बहुत बड़ा है। एफई रैम का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां फ़्लैश लिखने की सीमित संख्या एक समस्या है। एफई रैम रीड संचालन विनाशकारी हैं, बाद में रिस्टोरिंग राइट संचालन की आवश्यकता होती है।

अन्य अधिक चिंतनशील मेमोरी सिस्टम में चुंबकीय प्रतिरोधी रैंडम-एक्सेस मेमोरी (MRAM) और चरण-परिवर्तन स्मृति (पीआरएएम) सम्मिलित हैं। एमआरएएम चुंबकीय सुरंग संधिस्थल के संजाल पर आधारित है। एमआरएएम नलिका चुंबकीय प्रतिरोध प्रभाव का उपयोग करके मेमोरी को पढ़ता है, जिससे यह गैर-विनाशकारी और बहुत कम शक्ति के साथ मेमोरी को पढ़ने की अनुमति देता है। प्रारंभिक एमआरएएम क्षेत्र प्रेरित लेखन का उपयोग करता था, आकार की स्तिथि में एक सीमा तक पहुंच गया, जिसने इसे फ्लैश उपकरणों की तुलना में काफी बड़ा रखा। हालांकि, नई एमआरएएम तकनीकें फ्लैश मेमोरी के साथ भी एमआरएएम को प्रतिस्पर्धी बनाने के लिए आकार सीमा को पार कर सकती हैं। तकनीकें थर्मल असिस्टेड स्विचिंग (TAS) हैं, क्रोकस प्रौद्योगिकी द्वारा विकसित, और स्पिन-ट्रांसफर टॉर्क जिस पर क्रोकस, हाइनिक्स, आईबीएम और अन्य कंपनियां 2009 में काम कर रही थीं।

पीआरएएम एक ऐसी तकनीक पर आधारित है जो एक लिखने योग्य सीडी या डीवीडी में होती है, जिसमें चरण-परिवर्तन सामग्री का उपयोग किया जाता है जो इसके दृक् गुणों के स्थान पर इसके चुंबकीय या विद्युत गुणों को बदलता है। पीआरएएम सामग्री स्वयं मापनीय है, लेकिन इसके लिए बड़े करंट स्रोत की आवश्यकता होती है।

इतिहास

Nantero, Inc.

File:NanteroBannerLogo.png
Type	Private
Industry	Semiconductors, nanotechnology
Founded	2001
Headquarters	Woburn, Massachusetts , US
Products	Nano-RAM
Website	www.nantero.com

नैनटेरो की स्थापना 2001 में हुई थी और इसका मुख्यालय वोबर्न, मैसाचुसेट्स में है। फ्लैश अर्धचालक निर्माण संयंत्र में बड़े मापक्रम पर निवेश के कारण, एनआरएएम की आसन्न गति और घनत्व के बारे में 2003 के प्रारम्भ में भविष्यवाणियों के बावजूद, बाजार में फ्लैश को बदलने के लिए कोई वैकल्पिक मेमोरी नहीं है।

2005 में, एनआरएएम को सार्वभौमिक मेमोरी के रूप में प्रचारित किया गया था, और नैनटेरो ने भविष्यवाणी की थी कि यह 2006 के अंत तक उत्पादन में होगा।

अगस्त 2008 में, लॉकहीड मार्टिन ने नैनटेरो की बौद्धिक संपदा के सरकारी अनुप्रयोगों के लिए एक विशेष अनुज्ञप्ति प्राप्त किया।

2009 के प्रारम्भ में, नैनटेरो के पास 30 अमेरिकी एकस्व अधिकार और 47 कर्मचारी थे, लेकिन अभी भी इंजीनियरिंग चरण में था। मई 2009 में, अमेरिका के एसटीएस-125 मिशन Space Shuttle Atlantis पर एनआरएएम के विकिरण प्रतिरोधी संस्करण का परीक्षण किया गया था।

नवंबर 2012 में बेल्जियन रिसर्च सेंटर आईएमईसी के साथ निधिकरण और सहयोग के एक और दौर की घोषणा होने तक कंपनी शांत थी। नैनटेरो ने नवंबर 2012 शृंखला D दौर के माध्यम से कुल $42 मिलियन से अधिक जुटाए।

निवेशकों में चार्ल्स रिवर वेंचर्स, ड्रेपर फिशर जुरवेटसन, ग्लोबस्पैन कैपिटल पार्टनर्स, स्टाटा वेंचर पार्टनर्स और हैरिस एंड हैरिस ग्रुप सम्मिलित थे।

मई 2013 में, नानटेरो ने शलम्बरगर द्वारा निवेश के साथ श्रृंखला D पूरा किया।

ईई टाइम्स ने 2013 में देखने के लिए 10 शीर्ष स्टार्टअप (प्रारम्भिक व्यवसाय) में से एक के रूप में नान्टेरो को सूचीबद्ध किया।

31 अगस्त 2016: दो फुजित्सु अर्धचालक व्यवसाय 2018 में चिप्स का उत्पादन करने के लिए संयुक्त नैनटेरो-फुजित्सु विकास के साथ नैनटेरो एनआरएएम तकनीक का अनुज्ञप्ति दे रहे हैं। उनके पास अंतः स्थापित फ्लैश मेमोरी की तुलना में कई हजार गुना तीव्र पुनर्लेखन और कई हजार गुना अधिक पुनर्लेखन चक्र होंगे।

यह भी देखें

• रैंडम एक्सेस मेमोरी
• चुंबकीय प्रतिरोधी रैंडम-एक्सेस मेमोरी
• चरण-परिवर्तन स्मृति
• फेरोइलेक्ट्रिक रैम
• नैनोक्रिस्टल

बाहरी संबंध

• Nantero's एनआरएएम page