מדענים מ-MIPT עשו צעד לקראת הופעתו של "כונן הבזק" חדש

היצירה והפיתוח של מכשירים לאחסון לא נדיף של נתונים דיגיטליים נמשכים כבר עשורים רבים. פריצת דרך אמיתית נעשתה לפני קצת פחות מ-20 שנה על ידי זיכרון NAND, למרות שהפיתוח שלו התחיל 20 שנה קודם לכן. כיום, כחצי מאה לאחר תחילת המחקר בקנה מידה גדול, תחילת הייצור והמאמצים המתמידים לשיפור ה-NAND, זיכרון מסוג זה קרוב למיצוי פוטנציאל הפיתוח שלו. יש צורך להניח את הבסיס למעבר לתא זיכרון אחר עם אנרגיה, מהירות ומאפיינים טובים יותר. בטווח הארוך, זיכרון כזה יכול להיות סוג חדש של זיכרון פרו-אלקטרי.

פרו-אלקטריות (המונח פרו-אלקטריה משמש בספרות זרה) הם דיאלקטריים בעלי זיכרון של השדה החשמלי המופעל או, במילים אחרות, מאופיינים בקיטוב שיורי של מטענים. זיכרון פרואלקטרי אינו דבר חדש. האתגר היה להקטין תאים פרו-אלקטריים לרמה הננומטרית.

לפני שלוש שנים, מדענים ב-MIPT הציג טכנולוגיה לייצור חומר סרט דק לזיכרון פרו-אלקטרי המבוסס על תחמוצת הפניום (HfO2). זה גם לא חומר ייחודי. הדיאלקטרי הזה שימש כבר כמה חמש שנים ברציפות לייצור טרנזיסטורים עם שערי מתכת במעבדים והיגיון דיגיטלי אחר. בהתבסס על סרטים פולי-גבישיים מסגסוגת של תחמוצות הפניום וזירקוניום בעובי של 2,5 ננומטר שהוצעו ב-MIPT, ניתן היה ליצור מעברים בעלי תכונות פרו-אלקטריות.

על מנת שקבלים פרו-אלקטריים (כפי שהחלו להיקרא ב-MIPT) ישמשו כתאי זיכרון, יש צורך להשיג את הקיטוב הגבוה ביותר האפשרי, המצריך מחקר מפורט של התהליכים הפיזיקליים בננו-שכבה. בפרט, קבל מושג על חלוקת הפוטנציאל החשמלי בתוך השכבה כאשר מופעל מתח. עד לאחרונה, מדענים יכלו להסתמך רק על מנגנון מתמטי כדי לתאר את התופעה, ורק כעת יושמה טכניקה שבאמצעותה ניתן היה ממש להתבונן בתוך החומר במהלך תהליך התופעה.

הטכניקה המוצעת, המבוססת על ספקטרוסקופיה פוטואלקטרון בקרני רנטגן באנרגיה גבוהה, יכלה להיות מיושמת רק בהתקנה מיוחדת (מאיצי סינכרוטרונים). זה ממוקם בהמבורג (גרמניה). כל הניסויים עם "קבלים ברזליים" מבוססי תחמוצת הפניום שיוצרו ב-MIPT התרחשו בגרמניה. כתבה על העבודה שבוצעה פורסמה ב ננומטרי.

"קבלים פרא-אלקטריים שנוצרו במעבדה שלנו, אם משתמשים בהם לייצור תעשייתי של תאי זיכרון לא נדיפים, יכולים לספק 1010 מחזורי שכתוב - פי מאה אלף יותר ממה שמאפשרים כונני הבזק של מחשבים מודרניים", אומר אנדריי זנקביץ', אחד ממחבריו של עבודה, ראש המעבדה לחומרים פונקציונליים והתקנים לננו-אלקטרוניקה MIPT. לפיכך, נעשה צעד נוסף לקראת זיכרון חדש, אם כי יש עדיין הרבה מאוד צעדים שצריך לעשות.

מקור: 3dnews.ru