デジタルデータを不揮発性で保存するためのデバイスの作成と開発は、何十年も前から行われています。 NAND メモリの開発は 20 年前に始まりましたが、真のブレークスルーは 20 年弱前に達成されました。現在、大規模な研究、生産、そして NAND の改善に向けた継続的な取り組みが始まってから約半世紀が経過し、このタイプのメモリは開発の可能性がほぼ尽きつつあります。より優れたエネルギー、速度、その他の特性を備えた別のメモリセルへの移行の基盤を築く必要があります。長期的には、このようなメモリは新しいタイプの強誘電体メモリになる可能性があります。
強誘電体（外国の文献では強誘電体という用語が使用されています）は、印加された電界の記憶を持つ誘電体、言い換えれば、残留電荷分極を特徴とする誘電体です。強誘電体メモリは何も新しいものではありません。課題は、強誘電体セルをナノスケールレベルまで縮小することでした。
3年前、MIPTの科学者たちは 酸化ハフニウム（HfO2）をベースとした強誘電体メモリ用薄膜材料の製造技術。これもユニークな素材ではありません。この誘電体は、プロセッサやその他のデジタル ロジック内のメタル ゲート トランジスタを製造するために、2,5 年連続で数回使用されました。 MIPT で提案された厚さ XNUMX nm のハフニウムとジルコニウムの酸化物の合金多結晶膜に基づいて、強誘電特性を持つ遷移を作り出すことができました。
強誘電体コンデンサ (MIPT ではこう呼ばれています) をメモリセルとして使用するには、可能な限り高い分極を実現する必要があり、そのためにはナノ層内の物理的プロセスの詳細な研究が必要です。特に、電圧を印加したときの層内の電位分布を把握します。最近まで、科学者たちはこの現象を説明するために数学的な装置に頼るしかなかったが、今になって初めて、この現象の過程において物質の内部を文字通り観察することを可能にする方法が実装された。
提案された方法は、高エネルギーX線光電子分光法に基づいており、特殊な施設（加速器シンクロトロン）でのみ実装できます。これはハンブルク（FRG）にあります。 MIPT で製造された酸化ハフニウムをベースにした強誘電体コンデンサーのすべての実験はドイツで行われました。実施された作業に関する記事は、 .
「私たちの研究室で作られた強誘電体コンデンサは、不揮発性メモリセルの工業生産に使用すれば、1010回の書き換えサイクルを提供することができます。これは、現代のコンピュータフラッシュドライブのXNUMX万倍に相当します」と、研究論文の著者の一人でMIPTのナノエレクトロニクス向け機能材料およびデバイス研究室の所長であるアンドレイ・ゼンケビッチ氏は言う。このように、新しい記憶に向けて新たな一歩が踏み出されましたが、まだ踏み出すべきステップは数多く残っています。
出所： 3dnews.ru
