إن إنشاء وتطوير أجهزة للتخزين غير المتطاير للبيانات الرقمية مستمر منذ عقود عديدة. تم تحقيق اختراق حقيقي منذ أقل من 20 عامًا بقليل بواسطة ذاكرة NAND، على الرغم من أن تطويرها بدأ قبل 20 عامًا. اليوم، بعد حوالي نصف قرن من بدء الأبحاث واسعة النطاق، وبدء الإنتاج والجهود المستمرة لتحسين NAND، يقترب هذا النوع من الذاكرة من استنفاد إمكانات التطوير الخاصة به. من الضروري وضع الأساس للانتقال إلى خلية ذاكرة أخرى ذات طاقة وسرعة وخصائص أخرى أفضل. على المدى الطويل، يمكن أن تكون مثل هذه الذاكرة نوعًا جديدًا من الذاكرة الكهروضوئية.
إن المواد الكهروضوئية (يستخدم مصطلح الكهروضوئية في الأدبيات الأجنبية) هي مواد عازلة لها ذاكرة للمجال الكهربائي المطبق، أو بعبارة أخرى، تتميز بالاستقطاب المتبقي للشحنات. الذاكرة الكهروضوئية ليست جديدة. وكان التحدي يكمن في توسيع نطاق الخلايا الكهروضوئية وصولاً إلى مستوى مقياس النانو.
قبل ثلاث سنوات، العلماء في MIPT تكنولوجيا لتصنيع مواد الأغشية الرقيقة للذاكرة الكهروضوئية القائمة على أكسيد الهافنيوم (HfO2). هذه أيضًا ليست مادة فريدة من نوعها. تم استخدام هذا العازل الكهربائي لعدة خمس سنوات متتالية لصنع الترانزستورات ذات البوابات المعدنية في المعالجات والمنطق الرقمي الآخر. استنادًا إلى الأفلام متعددة البلورات المصنوعة من سبائك الهافنيوم وأكاسيد الزركونيوم بسمك 2,5 نانومتر المقترحة في MIPT، كان من الممكن إنشاء انتقالات ذات خصائص متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف.
من أجل استخدام المكثفات الكهروضوئية (كما بدأ تسميتها في MIPT) كخلايا ذاكرة، من الضروري تحقيق أعلى استقطاب ممكن، الأمر الذي يتطلب دراسة مفصلة للعمليات الفيزيائية في الطبقة النانوية. على وجه الخصوص، احصل على فكرة عن توزيع الإمكانات الكهربائية داخل الطبقة عند تطبيق الجهد. حتى وقت قريب، كان بإمكان العلماء الاعتماد فقط على جهاز رياضي لوصف الظاهرة، والآن فقط تم تنفيذ تقنية كان من الممكن حرفيًا النظر داخل المادة أثناء عملية الظاهرة.
لا يمكن تنفيذ التقنية المقترحة، التي تعتمد على التحليل الطيفي الكهروضوئي للأشعة السينية عالية الطاقة، إلا على تركيب خاص (مسرعات السنكروترون). يقع هذا في هامبورغ (ألمانيا). تم إجراء جميع التجارب على "المكثفات الكهروضوئية" القائمة على أكسيد الهافنيوم والمصنعة في MIPT في ألمانيا. تم نشر مقال عن العمل المنجز في .
يقول أندريه زينكيفيتش، أحد مؤلفي البحث: "المكثفات الكهروضوئية التي تم إنشاؤها في مختبرنا، إذا تم استخدامها للإنتاج الصناعي لخلايا الذاكرة غير المتطايرة، يمكن أن توفر 1010 دورات إعادة كتابة - أي أكثر بمائة ألف مرة مما تسمح به محركات أقراص الكمبيوتر المحمولة الحديثة". العمل، رئيس مختبر المواد والأجهزة الوظيفية للإلكترونيات النانوية MIPT. وهكذا تكون قد خطت خطوة أخرى نحو ذكرى جديدة، على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير والكثير من الخطوات التي يتعين القيام بها.
المصدر: 3dnews.ru