ГЛАВНАЯ | АРХИВ

Кристаллическая решетка полупроводника


Запоминающие устройства, основанные на свойствах кристаллической решетки полупроводника

В области физики полупроводников существует немало квантово-механических явлений и эффектов, потенциально пригодных для построения запоминающих устройств.

Представляется перспективным применение энергетических уровней в структуре кристалла для записи, хранения и воспроизведения информации аналогично тому, как это было рассмотрено выше.

При этом применение полупроводников предпочтительнее, поскольку практическая реализация запоминающего устройства с газовой рабочей средой связана с необходимостью решения целого ряда проблем, относящихся как к вопросам технологии, так и к вопросам подавления спонтанных переходов с верхних энергетических уровней в основное состояние.

Кроме того, полупроводниковые элементы могут иметь меньшие габариты и большее быстродействие; плотность записи информации может достигать 1010- 1012 двоичных единиц на 1 см3.

Определенный интерес с точки зрения построения быстродействующих запоминающих устройств представляют дефекты в кристаллической решетке, связанные с существованием центров окрашивания.

Принцип действия запоминающего элемента, использующего явления захвата электронов центрами кристалла, схематически иллюстрируется схемой.

В нормальном состоянии элемента (0 двоичной информации) электроны располагаются в основной зоне.

При освещении кристалла, соответствующем записи единицы двоичной информации, электроны попадают в зону проводимости и, если плотность центров достаточно велика, значительная часть электронов оказывается захваченной центрами.

При считывании информации на кристалл можно воздействовать с помощью внешнего коротковолнового электромагнитного излучения;

    в случае считывания единицы будет наблюдаться электромагнитное излучение элемента, обусловленное обратным переходом электронов из зоны проводимости в основную зону.

Возможен и другой метод считывания, который основан на поглощении F-центрами цветных лучей.

На основе этого эффекта можно построить запоминающий элемент, в котором кристалл оказывается прозрачным для световых лучей в состоянии 1;

    в результате при считывании единицы световой луч проходит через кристалл без ослабления, тогда как в состоянии 0 полностью поглощается.

Примером запоминающего устройства большой емкости, использующего центры, служит схема.

Запоминающее устройство изготовляется в виде «вафли».

Для этого в вакууме на прозрачную подложку напыляется материал с большой концентрацией центров.


на главную

  Квантовая механика. Школа электроники и информатики

Поделиться ссылкой:
Яндекс.Метрика