Die skepping en ontwikkeling van toestelle vir nie-vlugtige berging van digitale data is al vir baie dekades aan die gang. 'n Werklike deurbraak is 'n bietjie minder as 20 jaar gelede deur NAND-geheue gemaak, hoewel die ontwikkeling daarvan 20 jaar vroeër begin het. Vandag, sowat 'n halfeeu ná die begin van grootskaalse navorsing, die begin van produksie en voortdurende pogings om NAND te verbeter, is hierdie tipe geheue naby aan sy ontwikkelingspotensiaal uitgeput. Dit is nodig om die grondslag te lê vir die oorgang na 'n ander geheuesel met beter energie, spoed en ander eienskappe. Op die lang termyn kan so 'n geheue 'n nuwe tipe ferro-elektriese geheue wees.
Ferroelektrika (die term ferroelektrika word in buitelandse literatuur gebruik) is diëlektrika wat 'n geheue van die toegepaste elektriese veld het of, met ander woorde, gekenmerk word deur residuele polarisasie van ladings. Ferro-elektriese geheue is niks nuuts nie. Die uitdaging was om ferro-elektriese selle af te skaal na die nanoskaalvlak.
Drie jaar gelede het wetenskaplikes by MIPT tegnologie vir die vervaardiging van dunfilmmateriaal vir ferro-elektriese geheue gebaseer op hafniumoksied (HfO2). Dit is ook nie unieke materiaal nie. Hierdie diëlektrikum word vir etlike vyf jaar in 'n ry gebruik om transistors met metaalhekke in verwerkers en ander digitale logika te maak. Gebaseer op allooi polikristallyne films van hafnium- en sirkoniumoksiede met 'n dikte van 2,5 nm wat by MIPT voorgestel is, was dit moontlik om oorgange met ferro-elektriese eienskappe te skep.
Om ferro-elektriese kapasitors (soos dit by MIPT begin genoem word) as geheueselle gebruik te kan word, is dit nodig om die hoogste moontlike polarisasie te bereik, wat 'n gedetailleerde studie van die fisiese prosesse in die nanolaag vereis. Kry veral 'n idee van die verspreiding van elektriese potensiaal binne die laag wanneer spanning toegepas word. Wetenskaplikes kon tot onlangs nog net op 'n wiskundige apparaat staatmaak om die verskynsel te beskryf, en nou eers is 'n tegniek geïmplementeer waarmee dit letterlik moontlik was om binne die materiaal te kyk tydens die proses van die verskynsel.
Die voorgestelde tegniek, wat op hoë-energie X-straalfoto-elektronspektroskopie gebaseer is, kon slegs op 'n spesiale installasie (sinkrotronversnellers) geïmplementeer word. Hierdie een is in Hamburg (Duitsland) geleë. Alle eksperimente met hafniumoksied-gebaseerde "ferro-elektriese kapasitors" wat by MIPT vervaardig is, het in Duitsland plaasgevind. 'n Artikel oor die werk wat uitgevoer is, is in .
"Die ferro-elektriese kapasitors wat in ons laboratorium geskep word, as dit gebruik word vir die industriële produksie van nie-vlugtige geheueselle, is in staat om 1010 herskryfsiklusse te verskaf - honderdduisend keer meer as wat moderne rekenaarflitsaandrywers toelaat," sê Andrei Zenkevich, een van die skrywers van die werk, hoof van die laboratorium van funksionele materiale en toestelle vir nano-elektronika MIPT. Daar is dus nog 'n stap in die rigting van 'n nuwe geheue geneem, hoewel daar nog baie, baie stappe is wat geneem moet word.
Bron: 3dnews.ru