Genom att tillsätta ädelgasen xenon vid tillverkning av minnen kan fler minnesceller få plats på mindre yta. Teknken är patenterad och forskarna vid Linköpings universitet tror att den kan bli branschstandard.
Datorminne består av hundratals tunna lager av omväxlande elektriskt ledande och isolerande material. Därefter etsas mängder av mycket små hål igenom lagren. Avslutningsvis fylls hålen med ett ledande material. Då används en teknik där ångor av olika ämnen skapar tunna materiallager.
I varje punkt där de tre olika materialen möts i hålen bildas minnesceller. Ju fler lager, ju fler hål och ju tunnare hål, desto fler minnesceller.
Och desto svårare att fylla hålen.
![]() |
Henrik Pedersen |
– Problemet är att få ner materialet i hålen och belägga ytan inuti hålen jämt, berättar Henrik Pedersen, professor i oorganisk kemi vid Linköpings universitet.
– Man vill inte att det blir mer material vid öppningen på hålet – det täpper till öppningen och man kan inte fylla resten av hålet. Molekylerna som bär med sig atomerna för materialet måste kunna komma hela vägen ner i botten
Forskarna tillsätter en tung ädelgas, xenon, under själva beläggningsprocessen vilket gör att materialet får samma tjocklek i botten som i toppen av ett hål.
Idag sänks istället temperaturen, vilket får de kemiska reaktionerna långsammare. Men det leder också ofta till att materialet får sämre egenskaper. Genom att tillsätta xenon kan forskarna använda tillräckligt hög temperatur för att få riktigt bra materialkvalitet.
För att förstå utmaningen kan man jämföra hålen som ska fyllas med världens högsta byggnad, Burj Khalifa i Dubai, på 828 meter. Hålen som ska fyllas är 100 nanometer i diameter och 10 000 nanometer djupa. Förhållandet är alltså 100 till 1. Om samma förhållande skulle gälla för Burj Khalifa som för hålen skulle tornet endast vara åtta meter brett i basen.
– Vi vet inte exakt hur det faktiskt fungerar än. Vi tror att xenongasen hjälper till att ”knuffa” ner molekylerna i hålet. Det var ett genidrag av min doktorand Arun Haridas Choolakkal. Han hade studerat några grundläggande formler för hur gaser rör sig och lade fram hypotesen att detta borde funka. Tillsammans satte vi upp ett antal experiment för att testa, och det funkade.
Patentansökan i Europa lämnades in den 4 juli 2022. Sedan dess har forskarna sålt patenten vidare till ett företag i Finland som därefter ansökt om patent i flera länder.
– Det var ett sätt att hålla patentet levande och företaget har resurserna att utveckla det vidare. Jag tror att tekniken har en god chans att bli branschstandard.
– Aruns hypotes kom i slutet av 2021, men det tog ett tag att testa den ordentligt.
Forskarna beskriver tekniken i en färsk artikel i tidskriften Nature Communications. Artikeln lämnades in i början av 2024 och publicerades i december, alltså långt efter patentansökan. Om man publicerar om en uppfinning innan patentansökan är klar, blir ansökan ogiltig.