Digitaalsete andmete püsisalvestusseadmete loomine ja arendamine on kestnud juba aastakümneid. Tõelise läbimurde tegi veidi vähem kui 20 aastat tagasi NAND-mälu, kuigi selle arendus algas 20 aastat varem. Tänapäeval, umbes pool sajandit pärast laiaulatuslike uuringute alustamist, tootmise alustamist ja pidevaid pingutusi NAND-i täiustamiseks, on seda tüüpi mälu peaaegu oma arengupotentsiaali ammendumas. Vaja on panna alus üleminekuks teisele parema energia, kiiruse ja muude omadustega mälurakule. Pikemas perspektiivis võib selline mälu olla uut tüüpi ferroelektriline mälu.
Ferroelektrikud (väliskirjanduses on kasutusel termin ferroelektrikud) on dielektrikud, millel on rakendatud elektrivälja mälu ehk teisisõnu, mida iseloomustab laengute jääkpolarisatsioon. Ferroelektriline mälu pole midagi uut. Väljakutseks oli ferroelektriliste elementide skaleerimine nanoskaala tasemele.
Kolm aastat tagasi MIPT teadlased tehnoloogia õhukese kilematerjali valmistamiseks hafniumoksiidil (HfO2) põhineva ferroelektrilise mälu jaoks. See pole ka ainulaadne materjal. Seda dielektrikut on kasutatud mitu viis aastat järjest metallväravatega transistorite valmistamiseks protsessorites ja muus digitaalses loogikas. MIPT-s pakutud hafnium- ja tsirkooniumoksiidide sulamite polükristalliliste kilede põhjal paksusega 2,5 nm, oli võimalik luua ferroelektriliste omadustega üleminekuid.
Ferroelektriliste kondensaatorite (nagu neid MIPT-l hakati nimetama) mälurakkudena kasutamiseks on vaja saavutada võimalikult kõrge polarisatsioon, mis nõuab nanokihi füüsikaliste protsesside üksikasjalikku uurimist. Eelkõige saate pinge rakendamisel aimu elektripotentsiaali jaotusest kihis. Kuni viimase ajani võisid teadlased nähtuse kirjeldamisel tugineda vaid matemaatilisele aparaadile ja alles nüüd on rakendatud tehnikat, mille abil oli nähtuse protsessi käigus võimalik sõna otseses mõttes vaadata materjali sisse.
Kavandatavat tehnikat, mis põhineb suure energiaga röntgenkiirguse fotoelektronspektroskoopial, saab rakendada ainult spetsiaalsel paigaldusel (sünkrotronkiirendid). See asub Hamburgis (Saksamaa). Kõik katsed MIPTis toodetud hafniumoksiidil põhinevate "ferroelektriliste kondensaatoritega" viidi läbi Saksamaal. Artikkel tehtud tööst ilmus aastal .
"Meie laboris loodud ferroelektrilised kondensaatorid, kui neid kasutatakse püsimäluelementide tööstuslikuks tootmiseks, on võimelised tagama 1010 ümberkirjutustsüklit – sada tuhat korda rohkem, kui kaasaegsed arvuti mälupulgad võimaldavad," ütleb Andrei Zenkevitš. töö autorid, nanoelektroonika funktsionaalsete materjalide ja seadmete labori juhataja MIPT. Seega on astutud järjekordne samm uue mälestuse poole, kuigi astuda on veel palju-palju samme.
Allikas: 3dnews.ru