ایجاد و توسعه دستگاه‌هایی برای ذخیره‌سازی غیرفرار داده‌های دیجیتال دهه‌هاست که ادامه دارد. یک پیشرفت واقعی کمی کمتر از 20 سال پیش توسط حافظه NAND انجام شد، اگرچه توسعه آن 20 سال زودتر آغاز شد. امروزه، حدود نیم قرن پس از شروع تحقیقات در مقیاس بزرگ، شروع تولید و تلاش های مداوم برای بهبود NAND، این نوع حافظه به اتمام پتانسیل توسعه خود نزدیک شده است. لازم است پایه گذار انتقال به سلول حافظه دیگری با انرژی، سرعت و ویژگی های بهتر باشد. در دراز مدت، چنین حافظه ای می تواند نوع جدیدی از حافظه فروالکتریک باشد.
فروالکتریک ها (اصطلاح فروالکتریک در ادبیات خارجی استفاده می شود) دی الکتریک هایی هستند که حافظه ای از میدان الکتریکی اعمال شده دارند یا به عبارت دیگر با قطبش باقی مانده بارها مشخص می شوند. حافظه فروالکتریک چیز جدیدی نیست. چالش این بود که سلول‌های فروالکتریک را تا سطح نانو مقیاس کنیم.
سه سال پیش ، دانشمندان در MIPT فن آوری برای ساخت مواد لایه نازک برای حافظه فروالکتریک بر اساس اکسید هافنیوم (HfO2). این همچنین ماده منحصر به فرد نیست. این دی الکتریک برای چندین سال متوالی برای ساخت ترانزیستور با دروازه های فلزی در پردازنده ها و سایر منطق دیجیتال استفاده شده است. بر اساس فیلم های پلی کریستالی آلیاژی از اکسیدهای هافنیوم و زیرکونیوم با ضخامت 2,5 نانومتر پیشنهاد شده در MIPT، امکان ایجاد انتقال با خواص فروالکتریک وجود داشت.
برای اینکه خازن های فروالکتریک (همانطور که در MIPT نامیده می شدند) به عنوان سلول های حافظه استفاده شوند، لازم است به بالاترین پلاریزاسیون ممکن دست یابیم، که مستلزم مطالعه دقیق فرآیندهای فیزیکی در نانولایه است. به طور خاص، هنگام اعمال ولتاژ، از توزیع پتانسیل الکتریکی در داخل لایه ایده بگیرید. تا همین اواخر، دانشمندان تنها می توانستند به یک دستگاه ریاضی برای توصیف این پدیده تکیه کنند و تنها اکنون تکنیکی به کار گرفته شده است که با آن می توان به معنای واقعی کلمه در طی فرآیند این پدیده به درون ماده نگاه کرد.
روش پیشنهادی، که مبتنی بر طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس است، تنها می‌تواند بر روی یک نصب خاص (شتاب‌دهنده‌های سنکروترون) اجرا شود. این یکی در هامبورگ (آلمان) واقع شده است. تمام آزمایش‌ها با «خازن‌های فروالکتریک» مبتنی بر اکسید هافنیوم تولید شده در MIPT در آلمان انجام شد. مقاله ای در مورد کار انجام شده در منتشر شد .
آندری زنکویچ، یکی از محققان، می‌گوید: «خازن‌های فروالکتریکی که در آزمایشگاه ما ایجاد می‌شوند، اگر برای تولید صنعتی سلول‌های حافظه غیرفرار استفاده شوند، می‌توانند 1010 چرخه بازنویسی را ارائه دهند - صد هزار برابر بیشتر از چیزی که درایوهای فلش رایانه مدرن اجازه می‌دهند.» نویسندگان کار، رئیس آزمایشگاه مواد و دستگاه های کاربردی برای نانوالکترونیک MIPT. بنابراین، گام دیگری به سوی خاطره‌ای جدید برداشته شده است، هرچند هنوز قدم‌های بسیار زیادی باید برداشته شود.
منبع: 3dnews.ru