من خلال هندسة بنية جهاز الذاكرة الكهروضوئية وإدخال تأثير تركيز المجال الكهربائي الناجم عن البوابة النانوية، طور الباحثون ترانزستور كهروضوئي قادر على العمل بجهد 0.6 فولت.
يحقق الجهاز استهلاكًا للطاقة يبلغ 0.45 fJ/μm ويقلل طول البوابة الفعلية إلى الحد النهائي وهو 1nn.
تتطلب عمليات تبديل الاستقطاب وعمليات مسح/كتابة البيانات عادةً جهدًا أعلى من 1.5 فولت. على الرغم من أنها أكثر كفاءة من ذاكرة الفلاش، إلا أن التصميمات التقليدية لا يمكنها نظريًا تقليل جهد التشغيل إلى أقل من 0.7 فولت، مما يمنع التوافق مع مستويات الجهد المنطقي السائد.
وبالتالي، أصبحت كيفية تحقيق تشغيل الذاكرة ذات الجهد المنخفض للغاية دون 0.7 فولت تحديًا كبيرًا لاختراق اختناقات الذاكرة وتعزيز أداء شريحة الذكاء الاصطناعي.
من خلال توسيع قطب البوابة بقوة إلى حد النانومتر، قام الباحثون باستغلال تأثير تركيز المجال الكهربائي الناجم عن الطرف في البوابة النانوية.
يخلق هذا التصميم منطقة مجال كهربائي موضعية ومكثفة للغاية داخل الطبقة الكهروضوئية، مما يؤدي إلى تضخيم قوة المجال المحلي بشكل كبير وخفض الجهد المطلوب لتبديل الاستقطاب بشكل كبير. يتجاوز هذا النهج حدود الجهد القسري للكهرباء الحديدية المستوية التقليدية ويقلب المفاضلة طويلة الأمد بين جهد التشغيل المنخفض والمجال الكهربائي القسري العالي.
والجدير بالذكر أن الدراسة تكشف عن ميزة توسيع شاذة في الترانزستورات الكهروضوئية: مع تقلص طول البوابة المادية إلى حد 1 نانومتر، يصبح تقارب المجال الكهربائي وتعزيزه أقوى بشكل ملحوظ.
يعمل بُعد البوابة الصغيرة للغاية على تحسين خصائص الذاكرة الكهروضوئية بشكل فعال، مما يؤكد الإمكانات الكبيرة لتقنيات الذاكرة الكهروضوئية في رقائق العقدة المستقبلية دون النانومترية.
