La création et le développement de dispositifs pour le stockage d'informations numériques sans énergie se poursuivent depuis des décennies. Une véritable percée a eu lieu il y a un peu moins de 20 ans avec la mémoire de type NAND, bien que son développement ait commencé près de 20 ans plus tôt. Aujourd'hui, après environ un demi-siècle de recherches à grande échelle, de production et d'efforts constants pour améliorer la NAND, ce type de mémoire est proche de l'épuisement de ses possibilités d'évolution. Il est nécessaire de poser les bases d'un passage à un autre type de cellule mémoire avec de meilleures caractéristiques énergétiques, de vitesse et autres. À long terme, un tel type de mémoire pourrait être la mémoire ferroélectrique de nouvelle génération.
Les ferroélectriques (le terme ferroélectriques est utilisé dans la littérature étrangère) sont des dielectrics qui conservent une mémoire de champ électrique appliqué ou, en d'autres termes, se caractérisent par une polarisation résiduelle des charges. La mémoire sur ferroelectriques n'est pas quelque chose de nouveau. Le défi était de réduire l'échelle des cellules ferroélectriques à un niveau nanométrique.
Il y a trois ans, des scientifiques à l'université MFTI la technologie de fabrication de matériaux en couches minces pour la mémoire ferroélectrique basée sur l'oxyde d'hafnium (HfO2). Ce n'est pas non plus un matériau unique. Ce diélectrique a été utilisé pendant plusieurs décennies pour la fabrication de transistors à grilles métalliques dans les processeurs et d'autres logiques numériques. Sur la base des films polycristallins alliés en oxyde d'hafnium et en zirconium proposés à MFTI, il a été possible de créer des jonctions avec des propriétés ferroélectriques.
Pour que les condensateurs ferroélectriques (comme ils commencent à être appelés à MFTI) puissent être utilisés comme cellules de mémoire, il est nécessaire d'atteindre la polarisation maximale possible, ce qui nécessite une étude détaillée des processus physiques dans la couche nanoparticulaire. En particulier, il est nécessaire de comprendre la distribution du potentiel électrique à l'intérieur de la couche lors de l'application d'une tension. Jusqu'à récemment, les scientifiques pouvaient seulement s'appuyer sur un appareil mathématique pour décrire le phénomène, et ce n'est que maintenant qu'une méthode a été mise en œuvre, grâce à laquelle il a été littéralement possible de jeter un coup d'œil à l'intérieur du matériau pendant le phénomène.
La méthode proposée, qui repose sur la photoélectronique à rayons X à haute énergie, ne pouvait être réalisée que sur un équipement spécial (accélérateurs-synchrotrons). Un tel appareil se trouve à Hambourg (Allemagne). Tous les expériences avec les « condensateurs ferroélectriques » fabriqués à l'Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT) ont eu lieu en Allemagne. L'article concernant le travail effectué est publié dans .
« Les condensateurs ferroélectriques créés dans notre laboratoire, s'ils sont appliqués à la fabrication industrielle de cellules de mémoire non volatile, peuvent assurer 10^10 cycles de réécriture - cent mille fois plus que ne le permettent les clés USB modernes », déclare Andrey Zenkevich, l'un des auteurs de l'œuvre et responsable du laboratoire de matériaux fonctionnels et d'appareils pour la nanoélectronique de MIPT. Ainsi, un pas de plus a été fait vers une nouvelle mémoire, même s'il reste encore beaucoup de pas à franchir.
Source : 3dnews.ru
