MFTI teadlased on teinud sammu uusi „mälupulkade“ sünni suunas.

Energiavarustamata digitaalsete andmete säilitamise seadmete loomine ja väljatöötamine on käinud juba mitu aastakümmet. Suur läbimurre toimus ligi 20 aastat tagasi NAND-mälu näol, kuigi selle arendamine algas juba 20 aastat varem. Täna, umbes pool sajandit pärast ulatuslike uuringute, tootmise ja pideva NAND-i täiustamise alustamist, on see mälu liik jõudmas oma arengu piiride lähedale. On vaja luua alus üleminekuks uue mälutüübi, millel on paremad energiakulu, kiirus ja muud omadused. Pikaajalises perspektiivis võib selliseks mäluks saada uus tüüpi segnetoelektriline mälu.

Segnetoelektrikud (rahvusvahelises kirjanduses kasutatakse mõistet ferroelectrics) on dielektrikud, mis omavad mälu rakendatud elektrivälja suhtes või, teisisõnu, iseloomustavad jääkpolariseeritud laengute olemasolu. Segnetoelektritel põhinev mälu ei ole midagi uut. Probleemiks oli vähendada segnetoelektriliste rakkude mõõtmeid nano tasemele.

Kolm aastat tagasi avastasid teadlased MFTI tutvustanud hafi oksidil (HfO2) põhineva segnetoelektrilise mälu õhukese kihi materjali valmistamistehnoloogia. See pole samuti ainulaadne materjal. See dielektrik on mitme aasta jooksul korduvalt kasutatud metallkattega transistoride valmistamiseks protsessorites ja muudes digitaalsetes loogikates. MFTI poolt pakutud 2,5 nm paksuste hafnium- ja tsirkoonoksiidide sulampolükristalliliste filmide baasil on õnnestunud luua segnetoelektriliste omadustega üleminekud.

Et segnetoelektrilisi kondensaatoreid (nagu neid MFTIs hakatud nimetama) saaks kasutada mälulementidena, tuleb saavutada maksimaalne polariseerimine, milleks on vajalik detailne füüsikaliste protsesside uurimine nanokihtides. Eelkõige tuleks saada aru elektroopotentsia jaotusest kihi sees pinget rakendades. Veel hiljuti said teadlased toetuda vaid matemaatilistesse meetoditesse nähtuse kirjeldamiseks, kuid nüüd on rakendatud metoodikat, mis võimaldab sõna-sõnalt vaadata materjali sisse nähtuse käigus.

Pakutud meetod, mis põhineb kõrgeenergeetilisel röntgenfotoelektronide spektroskoopial, sai teostada ainult spetsiaalses seadmes (sünkrotronides). Selline asub Hamburgis (Saksamaa). Kõik eksperimendid MFTI-s valmistatud 'segnetoelektriliste kondensaatoritega', mis on valmistatud hafniumi oksiidist, toimusid Saksamaal. Artikli tehtud töö kohta on avaldatud Nanoskaala.

'Meie laboris loodud segnetoelektrilised kondensaatorid, kui neid rakendada tööstuslikuks mälupesade tootmiseks, suudavad pakkuda 10^10 kirjutus-tsüklit – sada tuhat korda rohkem, kui lubavad tänapäevased arvuti flash-mälud,' väidab Andrei Zenkovitš, üks töö autoreid ja MFTI funktsionaalsete materjalide ja nanoelektroonika seadmete labori juhataja. Seega on uue mälu suunas astutud veel üks samm, kuigi neid samme tuleb veel väga ja väga palju astuda.

Allikas: 3dnews.ru