Разработката и създаването на устройства за енергийно независимо съхранение на цифрови данни се извършва от много десетилетия. Истински пробив стана факт преди почти 20 години с паметта тип NAND, въпреки че нейното разработване започна преди около 20 години. Днес, около половин век след началото на мащабните изследвания, производството и постоянните усилия за усъвършенстване на NAND, този тип памет е близо до изчерпване на своите възможности за развитие. Необходимо е да се положи основата за преход към друг тип памет с по-добри енергийни, скоростни и други характеристики. В дългосрочен план такова решение може да бъде сегнетоелектрическата памет от нов тип.
Сегнетоелектриците (в международната литература терминът фероелектрици също се използва) са диелектрици, които имат памет за приложено електрическо поле или, иначе казано, се характеризират с остатъчна поляризация на зарядите. Паметта на сегнетоелектриците не е нещо ново. Проблемът беше да се намали мащабът на сегнетоелектрическите клетки до нанометрови размери.
Преди три години учени от МФТИ разработиха технология за производството на тънкofilm материал за сегнетоелектрическа памет на базата на оксид на цирконий (HfO2). Това също не е уникален материал. Този диелектрик е използван в продължение на няколко десетилетия за производството на транзистори с метални затвори в процесори и друга цифрова логика. На базата на предложените в МФТИ сплавни поликристални филми на оксиди на цирконий и цирконий с дебелина 2.5 нм успяха да се създадат преходи с сегнетоелектрически свойства.
За да могат сегнетоелектрическите кондензатори (както ги наричат в МФТИ) да се използват като паметови клетки, е необходимо да се постигне максимална поляризация, за което е необходимо подробно изучаване на физическите процеси в нанослоя. В частност, е нужно да се получи представа за разпределението на електрическия потенциал вътре в слоя при подаване на напрежение. До неотдавна учените можеха да разчитат само на математическия апарат за описание на явлението, а само сега беше реализирана методика, с помощта на която буквално беше възможно да се надникне в материала в процеса на явлението.
Предложената методика, която се основава на високоенергийна рентгенова фотоелектронна спектроскопия, може да бъде реализирана само на специална установка (ускорители-синхротрони). Такава се намира в Хамбург (Германия). Всички експерименти с изработените в МФТИ «сегнетоелектрически кондензатори» на основата на оксид на циркония са проведени в Германия. Статия за проведената работа е публикувана в .
„Създадените в нашата лаборатория сегнетоелектрически кондензатори, ако се приложат за индустриално производство на клетки за енергонезависима памет, могат да осигурят 10^10 циклa на презапис — сто хиляди пъти повече, отколкото допускат съвременните компютърни флешки“, заявява Андрей Зенкевич, един от авторите на работата, ръководител на лабораторията по функционални материали и устройства за наноелектроника в МФТИ. С това новата памет прави още една крачка напред, макар че предстои да се направят още много, много крачки.
Източник: 3dnews.ru
