ניו-טק מגזין | אוקטובר 2026 | המהדורה הדיגיטלית

נחשפים רק לחלק ממנו. ככל שההבדל בין הזרמים בשני המצבים גדול יותר, כך ניתן לצמצם את השפעתם של מסלולי הולכה לא רצויים. עם זאת, הרכיב חייב גם להעביר זרם מתאים לפעולת תא הזיכרון, לפעול במתחים מעשיים ולהציג מאפיינים יציבים לאורך מחזורי הפעלה רבים. מחסום מנהור שתוכנן ברמה האטומית מבוסס על USC הפתרון שפיתחו חוקרי van der חומרים דו-ממדיים ממשפחת . בחומרים אלה הקשרים בתוך כל Waals שכבה חזקים יחסית, בעוד שהאינטראקציה בין השכבות חלשה יותר. תכונה זו מאפשרת לשלב חומרים בעלי מבנים אלקטרוניים שונים וליצור ביניהם ממשקים דקים במיוחד. הרכיב מורכב מחמש שכבות פונקציונליות , שכבת Graphene המסודרות אנכית: , מחסום MoS 2 או Molybdenum Disulfide נוספת ולבסוף MoS 2 מנהור מרכזי, שכבת עליונה. Graphene שכבת הגרפן משמש כשכבה מוליכה, ואילו שכבות והחומר המרכזי קובעים את פרופיל MoS 2 האנרגיה שהאלקטרונים נדרשים לעבור. החוקרים בחנו שני חומרים שונים למחסום ) hBN המרכזי: בורון ניטריד משושה ( ). הבחירה בחומרים GaS וגופרית גליום ( אלה מאפשרת ליצור מחסום אנרגיה מדורג, ולא מחסום אחיד. במנהור קוונטי, אלקטרון יכול לעבור דרך מחסום אנרגיה גם כאשר האנרגיה שלו נמוכה מזו הנדרשת למעבר קלאסי מעליו. הסתברות המעבר תלויה בגובה המחסום, ברוחבו ובתכונות האלקטרוניות של החומר. כאשר המחסום גבוה ורחב, הסתברות המנהור נמוכה מאוד. כאשר הוא נעשה נמוך או צר יותר, ההסתברות גדלה במהירות. במבנה שפיתחו החוקרים, הפעלת מתח משנה בו-זמנית את גובה המחסום האפקטיבי ואת רוחבו. במתח נמוך, המחסום מדכא את מעבר האלקטרונים. כאשר המתח עולה, השינוי המשולב בפרופיל האנרגיה מאפשר עלייה חדה בהסתברות המנהור ובזרם החשמלי. בניגוד לרכיבים שבהם מעבר בין מצבי הולכה כרוך בתנועת יונים או ביצירת נתיב מוליך בתוך החומר, כאן המיתוג מבוסס על מעבר אלקטרונים דרך מחסום אנרגיה. אין צורך ליצור ולפרק מחדש נתיב הולכה פיזי

: שתי USC שפיתחו חוקרי Selector המחשה של מבנה חמש השכבות ברכיב ה־ בתמונה: « . שילוב החומרים hBN ומחסום מנהור מרכזי מסוג MoS 2 ), שתי שכבות Graphene שכבות גרפן ( יוצר מחסום אנרגיה מדורג, המאפשר לשלוט בזרימת האלקטרונים באמצעות שינוי המתח המופעל Nature , שפורסם ב־ USC איור להמחשה המבוסס על המבנה המתואר במחקר קרדיט: .) 2026( Electronics

אי-ליניאריות העולה על עשרה מיליון מצביעה על הפרדה חזקה בין הזרם במתח ההפעלה לבין הזרם במתח נמוך יותר, בהתאם לנקודות המדידה שהוגדרו במחקר. אין לבלבל נתון זה עם היחס בין מצבי ההתנגדות של תא הזיכרון, משום עצמו אינו מאחסן מידע. Selector שה נתון העמידות, יותר מטריליון מחזורי מיתוג, משמעותי במיוחד לרכיב שנדרש לפעול בכל גישה לתא זיכרון. הוא מצביע על יציבות מנגנון המיתוג בתנאי הניסוי, אך אינו מבטיח אורך חיים דומה של מערכת זיכרון שלמה. ננו-שניות 20 גם זמן התגובה הקצר מ מתייחס לרכיב הגישה, ולא לזמן הקריאה הכולל של מערך זיכרון. במערכת מלאה יש להביא בחשבון גם את תגובת תא האחסון, את התנגדות וקיבול קווי המערך ואת מעגלי הקריאה והכתיבה. הציגו החוקרים GaS במבנה המבוסס על וולט, לצד 2.5 אפשרות לפעולה במתח של אי-ליניאריות העולה על מיליון. התוצאה מדגימה כיצד בחירת חומר המחסום מאפשרת לשנות את מאפייני הרכיב. עם זאת, אין להסיק שכל נתוני הביצועים המיטביים של שני המבנים התקבלו באותו רכיב. החוקרים דיווחו גם על תלות חלשה יחסית בטמפרטורה ועל שונות נמוכה

בכל מחזור. מנגנון כזה עשוי לצמצם מקורות מסוימים של שחיקה, אך אינו מבטל את הצורך לבדוק פגמים בממשקים, השפעות תרמיות ונזק אפשרי כתוצאה משדות חשמליים גבוהים.

תוצאות המדידה: אי-ליניאריות, מהירות ועמידות

החוקרים בחנו את המאפיינים החשמליים , תוך השוואה בין Selector של רכיבי ה מבנים המבוססים על שני חומרי מחסום שונים. התוצאות מצביעות על האפשרות להשיג הפרדה חדה בין מצב חסימה למצב הולכה, לצד מהירות תגובה ועמידות במחזורי מיתוג. מבנה תוצאה מדווחת מאפיין אי-ליניאריות 10⁷ מעל hBN

10¹² מעל מחזורים 20 פחות מ ננו-שניות

עמידות במיתוג

hBN

זמן מיתוג

hBN

וולט מתח פעולה 2.5

GaS

אי-ליניאריות

10⁶ מעל

GaS

New-Tech Magazine l 42