La creación y desarrollo de dispositivos para el almacenamiento no volátil de datos digitales se lleva a cabo durante muchas décadas. La memoria NAND logró un verdadero avance hace poco menos de 20 años, aunque su desarrollo comenzó 20 años antes. Hoy, aproximadamente medio siglo después del inicio de la investigación a gran escala, el inicio de la producción y los constantes esfuerzos por mejorar la NAND, este tipo de memoria está cerca de agotar su potencial de desarrollo. Es necesario sentar las bases para la transición a otra celda de memoria con mejor energía, velocidad y otras características. A largo plazo, esta memoria podría ser un nuevo tipo de memoria ferroeléctrica.
Los ferroeléctricos (el término ferroeléctrico se utiliza en la literatura extranjera) son dieléctricos que tienen memoria del campo eléctrico aplicado o, en otras palabras, se caracterizan por una polarización residual de las cargas. La memoria ferroeléctrica no es nada nuevo. El desafío era reducir las células ferroeléctricas al nivel de nanoescala.
Hace tres años, los científicos del MIPT Tecnología para la fabricación de material de película delgada para memoria ferroeléctrica a base de óxido de hafnio (HfO2). Este tampoco es un material único. Este dieléctrico se ha utilizado durante cinco años seguidos para fabricar transistores con puertas metálicas en procesadores y otras lógicas digitales. A partir de las películas policristalinas de aleación de óxidos de hafnio y circonio de 2,5 nm de espesor propuestas en el MIPT, fue posible crear transiciones con propiedades ferroeléctricas.
Para que los condensadores ferroeléctricos (como comenzaron a llamarse en el MIPT) puedan utilizarse como celdas de memoria, es necesario lograr la mayor polarización posible, lo que requiere un estudio detallado de los procesos físicos en la nanocapa. En particular, tenga una idea de la distribución del potencial eléctrico dentro de la capa cuando se aplica voltaje. Hasta hace poco, los científicos sólo podían confiar en un aparato matemático para describir el fenómeno, y sólo ahora se ha implementado una técnica con la que era literalmente posible mirar el interior del material durante el proceso del fenómeno.
La técnica propuesta, que se basa en la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X de alta energía, sólo podría implementarse en una instalación especial (aceleradores de sincrotrón). Éste está situado en Hamburgo (Alemania). Todos los experimentos con “condensadores ferroeléctricos” a base de óxido de hafnio fabricados en el MIPT se llevaron a cabo en Alemania. Se publicó un artículo sobre el trabajo realizado en .
"Los condensadores ferroeléctricos creados en nuestro laboratorio, si se utilizan para la producción industrial de celdas de memoria no volátiles, son capaces de proporcionar 1010 ciclos de reescritura, cien mil veces más de lo que permiten las unidades flash de las computadoras modernas", dice Andrei Zenkevich, uno de los Autores del trabajo, jefe del laboratorio de materiales funcionales y dispositivos de nanoelectrónica MIPT. Se ha dado así un paso más hacia una nueva memoria, aunque aún quedan muchísimos pasos por dar.
Fuente: 3dnews.ru