ペンシルベニア大学の研究チームは、合成DNAとペロブスカイト半導体をベースにしたハイブリッド型メモリデバイスを開発した。この新しい技術により、情報の保存と処理を同一箇所で行うことが可能となり、フラッシュドライブのような従来型のソリューションと比較して、消費エネルギーを100分の1に抑えることができる。
成功の鍵は、電子的なニーズに合わせて特別に設計された、短く硬い合成DNA配列にある。これらを銀ナノ粒子で「ドーピング」することで、DNAは電気を通し、秩序ある構造へと整列する。その後、この層を、太陽電池やレーザーにすでに使用されている材料である結晶ペロブスカイトの薄膜と統合する。
完成したメモリスタは、電源を切った後も情報を保持し、0,1ボルト未満の電圧で動作する。このデバイスは華氏250度までの温度で安定して機能し、室温でも6週間以上動作可能な状態を維持する。これは、既存のペロブスカイトベースの類似技術よりも大幅に長い期間である。
「通常、より多くのデータを保存するにはより多くのエネルギーが必要となります」と、共同研究者のベド・ポウデル氏は指摘する。「私たちのデバイスは、従来のストレージよりも消費エネルギーが100倍少なく、それでいて保存容量は大きいのです」
DNAとペロブスカイトの組み合わせは、それぞれの素材単体よりもはるかに効率的であることが判明した。カヴィヤ・ケレマネ氏によれば、これは脳のニューロンのようにデータを処理し、将来のAIコンピューティングのエネルギー消費を大幅に削減できるニューロモーフィック・システムの構築への道を開くものである。
本研究成果は『Advanced Functional Materials』誌に掲載され、特許出願済みである。本研究は、全米科学財団、アメリカ国立衛生研究所、ペンシルベニア大学、ミネソタ大学の支援を受けた。これが次世代データセンターの設計にどのような影響を与えるのだろうか。
