La creazione e lo sviluppo di dispositivi per l'archiviazione non volatile di dati digitali va avanti da molti decenni. Un vero passo avanti è stato fatto poco meno di 20 anni fa dalle memorie NAND, anche se il loro sviluppo è iniziato 20 anni prima. Oggi, circa mezzo secolo dopo l'inizio della ricerca su larga scala, l'avvio della produzione e gli sforzi costanti per migliorare la NAND, questo tipo di memoria è prossimo ad esaurire il suo potenziale di sviluppo. È necessario gettare le basi per il passaggio a un'altra cella di memoria con energia, velocità e altre caratteristiche migliori. A lungo termine, tale memoria potrebbe diventare un nuovo tipo di memoria ferroelettrica.
I ferroelettrici (il termine ferroelettrico è usato nella letteratura straniera) sono dielettrici che hanno memoria del campo elettrico applicato o, in altre parole, sono caratterizzati da polarizzazione residua delle cariche. La memoria ferroelettrica non è una novità. La sfida era ridurre le celle ferroelettriche al livello della nanoscala.
Tre anni fa, gli scienziati del MIPT tecnologia per la produzione di materiale a film sottile per memoria ferroelettrica a base di ossido di afnio (HfO2). Anche questo non è un materiale unico. Questo dielettrico è stato utilizzato per diversi cinque anni consecutivi per realizzare transistor con gate metallici nei processori e altra logica digitale. Sulla base dei film policristallini in lega di ossidi di afnio e zirconio con uno spessore di 2,5 nm proposti al MIPT, è stato possibile creare transizioni con proprietà ferroelettriche.
Affinché i condensatori ferroelettrici (come iniziarono a essere chiamati al MIPT) possano essere utilizzati come celle di memoria, è necessario raggiungere la massima polarizzazione possibile, che richiede uno studio dettagliato dei processi fisici nel nanostrato. In particolare, farsi un'idea della distribuzione del potenziale elettrico all'interno dello strato quando viene applicata la tensione. Fino a poco tempo fa gli scienziati potevano fare affidamento solo su un apparato matematico per descrivere il fenomeno, e solo ora è stata implementata una tecnica con la quale era letteralmente possibile guardare all'interno della materia durante il processo del fenomeno.
La tecnica proposta, basata sulla spettroscopia fotoelettronica a raggi X ad alta energia, potrebbe essere implementata solo su un'installazione speciale (acceleratori di sincrotrone). Questo si trova ad Amburgo (Germania). Tutti gli esperimenti con i “condensatori ferroelettrici” a base di ossido di afnio prodotti al MIPT si sono svolti in Germania. Un articolo sul lavoro svolto è stato pubblicato su .
"I condensatori ferroelettrici creati nel nostro laboratorio, se utilizzati per la produzione industriale di celle di memoria non volatili, possono fornire 1010 cicli di riscrittura, centomila volte di più di quanto consentito dalle moderne unità flash dei computer", afferma Andrei Zenkevich, uno degli autori del libro. lavoro, responsabile del laboratorio di materiali funzionali e dispositivi per la nanoelettronica MIPT. Quindi è stato fatto un altro passo verso una nuova memoria, anche se ci sono ancora tanti, tanti passi da fare.
Fonte: 3dnews.ru