Digitális adatok energiatárolására szolgáló eszközök létrehozása és fejlesztése évtizedek óta zajlik. Egy igazi áttörést alig 20 évvel ezelőtt hozott a NAND memória, bár annak fejlesztése már körülbelül 20 évvel korábban elkezdődött. Ma, körülbelül fél évszázaddal a széles körű kutatások, gyártás megkezdése és a NAND folyamatos tökéletesítése után, ez a memória típus a fejlődés lehetőségeinek kimerüléséhez közelít. Alapokat kell teremteni egy másik memória cella bevezetéséhez, jobb energetikai, sebességi és egyéb tulajdonságokkal. Hosszú távon egy ilyen memória lehet az új típusú szegnetoelektromos memória.
A szegnetoelektrikák (a külföldi irodalomban a ferroelektrikák kifejezés használatos) dielektrikumok, amelyek emlékeznek a rájuk alkalmazott elektromos mezőre, vagy más szavakkal, maradék polarizációval rendelkeznek. A szegnetoelektrikus memóriák nem újkeletűek. A probléma a szegnetoelektrikus cellák nano méretekre való csökkentése volt.
Három évvel ezelőtt a MFTI tudósai a szegnetoelektromos memória készítési technológiáját a hafnium-oxid (HfO2) alapú vékonyfilm anyaggyártásához. Ez sem egy egyedi anyag. Ezt a dielektromos anyagot már évtizedek óta használják fém kapuval rendelkező tranzisztorok készítésére processzorokban és más digitális logikákban. A MFTI által javasolt ötvözött polikristályos hélium- és cirkónium-oxid filmekből, amelyek vastagsága 2,5 nm, sikerült olyan átmeneteket létrehozni, amelyek szegnetoelektromos tulajdonságokkal rendelkeznek.
Ahhoz, hogy a szegnetoelektromos kondenzátorokat (ahogy a MFTI-ban kezdték őket nevezni) memória cellákként lehessen használni, el kell érni a lehető legmagasabb polarizációt, ezért a nanoszinten zajló fizikai folyamatok részletes tanulmányozására van szükség. Különösen arról van szó, hogy megértsük az elektromos potenciál eloszlását a rétegben, amikor feszültséget alkalmaznak. A közelmúltig a tudósok csak matematikai eszközökre támaszkodhattak a jelenség leírásában, és csak most valósították meg azt a módszert, amely lehetővé tette, hogy szó szerint bepillantást nyerjünk az anyag belsejébe a jelenség folyamata során.
A javasolt módszer, amely a nagyenergiájú röntgen-fotoelektron-spektroszkópián alapul, csak egy speciális létesítményben (szinkrotron gyorsítókban) valósítható meg. Ilyen található Hamburgban (Németország). Minden kísérlet, amelyet a MFTI „szegnetoelektronikai kondenzátorain” alapuló anyagokkal végeztek, Németországban zajlott. A végzett munkáról szóló cikk megjelent .
„A laboratóriumunkban létrehozott szegnetoelektronikai kondenzátorok, ha ipari méretben alkalmazzák az energiafüggetlen memória cellák gyártására, 10^10 újraírási ciklust képesek biztosítani - ez százszor több, mint amit a modern számítógépes flashmemóriák tolerálnak” - állítja Andrej Zenkevic, a munka egyik szerzője, a MFTI funkcionális anyagok és nanoelektronikai eszközök laborjának vezetője. Ezzel egy új memória felé is tettünk egy lépést, bár ezekből a lépésekből még sokat kell tenni.
Forrás: 3dnews.ru
