Vytváření a vývoj zařízení pro uložení digitálních dat s energetickou nezávislostí probíhá již desítky let. Skutečný průlom nastal před necelými 20 lety s typem paměti NAND, přičemž její vývoj započal o 20 let dříve. Dnes, přibližně půl století po zahájení rozsáhlého výzkumu, výroby a stálého úsilí o zlepšení NAND, je tento typ paměti blízko vyčerpání svých možností pro rozvoj. Je nezbytné položit základy pro přechod k jiné paměťové buňce s lepšími energetickými, rychlostními a dalšími charakteristikami. V dlouhodobém horizontu by takovou pamětí mohla být nová typ segmentoelektrická paměť.
Segmentoelektrika (v zahraniční literatuře se používá termín ferroelectricity) jsou dielektrika, která si pamatují přiložené elektrické pole, nebo jinými slovy, charakterizují se zbytkovou polarizací nábojů. Paměti na segmentoelektrikách nejsou ničím novým. Problémem bylo zmenšit měřítko segmentoelektrických buněk na nanometrovou úroveň.
Před třemi lety vědci na MFTI vyvinuli technologii výroby tenkovrstvého materiálu pro segmentoelektrickou paměť na bázi oxidů hafnia (HfO2). To také není unikátní materiál. Tento dielektrik byl několik desetiletí používaný pro výrobu tranzistorů s kovovými bránami v procesorech a jiné digitální logice. Na základě v MFTI navržených slitin polykrystalických vrstev oxidů hafnia a zirkonia o tloušťce 2,5 nm se podařilo vytvořit přechody se segmentoelektrickými vlastnostmi.
Aby bylo možné využít segmentoelektrické kondenzátory (tak je začali nazývat v MFTI) jako paměťové buňky, je nutné dosáhnout maximální možné polarizace, pro což je třeba podrobné studium fyzikálních procesů v nanoslé. Zejména získat představu o rozložení elektrického potenciálu uvnitř vrstvy při aplikaci napětí. Až donedávna se vědci mohli opírat pouze o matematický aparát pro popis tohoto jevu, a teprve nyní byla realizována metoda, která doslova umožnila nahlédnout dovnitř materiálu v průběhu jevu.
Navrhovaná metoda, která se opírá o vysoce energetickou rentgenovou fotoelektronovou spektroskopii, mohla být realizována pouze na speciálním zařízení (synchrotronech). Takové se nachází v Hamburku (SRN). Všechny experimenty s vyrobenými v MFTI "segnetoelektrickými kondenzátory" na bázi oxidu hafnia proběhly v Německu. Článek o provedené práci byl publikován v .
„Segnetoelektrické kondenzátory vyrobené v naší laboratoři, pokud budou použity pro průmyslovou výrobu buněk energeticky nezávislé paměti, dokážou zajistit 10^10 cyklů přepisování — což je stotisíckrát více, než umožňují současné počítačové flash disky,“ tvrdí Andrej Zenkevič, jeden z autorů práce, vedoucí laboratoře funkčních materiálů a zařízení pro nanoelektroniku MFTI. Tímto byl učiněn další krok k nové paměti, i když těchto kroků je ještě velmi mnoho.
Zdroj: 3dnews.ru
