Das Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip der NRAM-Zelle: eine CNT-Schicht wird zwischen zwei Elektroden aufgebracht. Die CNTs sind dann ziemlich ungeordnet, nur wenige berühren sich. Der Widerstand ist hoch. Wird Strom durch die CNTs geschickt, ziehen sie sich an, es entstehen Verbindungen, der Widerstand sinkt deutlich. Schickt man noch einmal Strom durch die CNTs, dann lösen sich die Verbindungen wieder. Damit wirkt die CNT-Schicht wie ein Schalter, der die Speicherzelle auf »0« oder »1« setzt.  Und das in nur wenigen ps. Dabei kommt es nicht auf jede einzelne CNT an, es genügt, wenn ausreichend viele sich verbinden oder wieder lösen. Weil sich auch bei sehr kleinen Strukturen sehr viele der winzigen CNTs zwischen den Elektroden befinden, ist diese Bedingung gegeben. Außerdem sind die Zellen unanfällig gegenüber magnetischen Feldern, Strahlung, hohen oder niedrigen Temperaturen und Vibrationen.

2014 hatten Ken Takeuchi, Professor an der Faculty of Science and Engineering der Chuo University in Tokyo, und Nantero einen 140-nm-Single-Bit-NRAM demonstriert. Es arbeitete mit Schreibgeschwindigkeiten von 20 ns, die Ströme für das Schalten lagen bei 20 µA.  Obwohl sich die Untersuchungen in einem frühen Stadium befanden, zeigten sich die Forscher bereits sehr optimistisch: Die Resultate deuteten darauf hin, dass der NRAM der lange gesuchte Universalspeicher werden könnten, der DRAMs und Massenspeicher wie HDDs und SSDs ersetzt.