La création et le développement de dispositifs de stockage non volatile de données numériques se poursuivent depuis de nombreuses décennies. Une véritable avancée a été réalisée il y a un peu moins de 20 ans par la mémoire NAND, même si son développement a commencé 20 ans plus tôt. Aujourd'hui, environ un demi-siècle après le début des recherches à grande échelle, le début de la production et les efforts constants pour améliorer la NAND, ce type de mémoire est sur le point d'épuiser son potentiel de développement. Il est nécessaire de jeter les bases de la transition vers une autre cellule mémoire offrant une meilleure énergie, vitesse et autres caractéristiques. À terme, une telle mémoire pourrait constituer un nouveau type de mémoire ferroélectrique.
Les ferroélectriques (le terme ferroélectrique est utilisé dans la littérature étrangère) sont des diélectriques qui ont une mémoire du champ électrique appliqué ou, en d'autres termes, qui se caractérisent par une polarisation résiduelle des charges. La mémoire ferroélectrique n’a rien de nouveau. Le défi consistait à réduire les cellules ferroélectriques à l’échelle nanométrique.
Il y a trois ans, des scientifiques du MIPT technologie de fabrication de matériaux en couches minces pour mémoire ferroélectrique à base d'oxyde de hafnium (HfO2). Ce n’est pas non plus un matériau unique. Ce diélectrique a été utilisé pendant cinq années consécutives pour fabriquer des transistors à grilles métalliques dans les processeurs et autres logiques numériques. A partir des films d'alliage polycristallins d'oxydes de hafnium et de zirconium d'une épaisseur de 2,5 nm proposés au MIPT, il a été possible de créer des transitions aux propriétés ferroélectriques.
Pour que les condensateurs ferroélectriques (comme on a commencé à les appeler au MIPT) soient utilisés comme cellules de mémoire, il est nécessaire d'obtenir la polarisation la plus élevée possible, ce qui nécessite une étude détaillée des processus physiques dans la nanocouche. En particulier, ayez une idée de la répartition du potentiel électrique à l’intérieur de la couche lorsqu’une tension est appliquée. Jusqu'à récemment, les scientifiques ne pouvaient s'appuyer que sur un appareil mathématique pour décrire le phénomène, et ce n'est que maintenant qu'une technique a été mise en œuvre avec laquelle il était littéralement possible de regarder à l'intérieur du matériau pendant le processus du phénomène.
La technique proposée, basée sur la spectroscopie photoélectronique des rayons X de haute énergie, ne pourrait être mise en œuvre que sur une installation particulière (accélérateurs synchrotron). Celui-ci est situé à Hambourg (Allemagne). Toutes les expériences avec des « condensateurs ferroélectriques » à base d’oxyde de hafnium fabriqués au MIPT ont eu lieu en Allemagne. Un article sur les travaux réalisés a été publié dans .
"Les condensateurs ferroélectriques créés dans notre laboratoire, s'ils sont utilisés pour la production industrielle de cellules de mémoire non volatiles, peuvent fournir 1010 XNUMX cycles de réécriture - cent mille fois plus que ce que permettent les lecteurs flash informatiques modernes", explique Andrei Zenkevich, l'un des auteurs de l'ouvrage. travail, responsable du laboratoire de matériaux et dispositifs fonctionnels pour la nanoélectronique MIPT. Ainsi, un pas de plus a été franchi vers une nouvelle mémoire, même s’il reste encore de très nombreux pas à franchir.
Source: 3dnews.ru