Ein lange offenes Problem im Zusammenhang mit Phase-Change-Materialien haben Forscher bei IBM Research in Zürich gelöst: Ihnen ist es gelungen, in Abhängigkeit von der Temperatur die Kristallisationsgeschwindigkeit des Materials zu messen, und zwar über einen sehr weiten Temperaturbereich in einer nanometerkleinen Phase-Change-Speicherzelle. Vor einigen Tagen ist die Arbeit "Crystal growth within a phase change memory cell" von Abu Sebastian, Manuel Le Gallo und Daniel Krebs in Nature Communications erschienen.

Seit Jahren kommen Phase-Change-Materialien bei wiederbeschreibbaren optischen Discs (CD/DVD-RW, Blu-ray) als Speichermedium zum Einsatz. Ein Laserstrahl erhitzt das Material beim Schreiben und es nimmt je nach Temperaturverlauf entweder einen amorphen oder einen kristallinen Zustand an. Wegen ihrer unterschiedlichen Reflektivität kann man diese beiden Zustände beim Lesen per Laser unterscheiden.

An Phase Change Memory, einem nichtflüchtigen Speicher, der rein elektrisch beschrieben und gelesen wird, forscht IBM ebenfalls. Dieser könnte eine Alternative zu Flash-Speicher sein. Die Erwärmung des Phase-Change-Materials geschieht hier durch einen kurzen Stromimpuls: Der Wechsel in den kristallinen Zustand dauert etwa 100 Nanosekunden, der in den amorphen Zustand 50 ns. Der Zustand der Speicherzelle ist bei Raumtemperatur stabil. Dass das Material in den beiden Zuständen einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand hat, macht man sich beim Lesen der Speicherzelle zunutze.

Die Arbeit von Abu Sebastian, Manuel Le Gallo und Daniel Krebs legt wichtige Grundlagen, um Phase Change Memory zur Anwendungsreife zu entwickeln. Im Blog von IBM Research geben sie einige weitere Erklärungen dazu.

(mt, hannover)

(siehe auch Heise-News-Ticker:)

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