デジタル データの不揮発性ストレージのためのデバイスの作成と開発は、何十年にもわたって行われてきました。 NAND メモリの開発は 20 年前に開始されましたが、真の進歩は 20 年弱前に実現されました。大規模な研究が開始され、生産が開始され、NAND を改善するための絶え間ない努力が行われてから約半世紀が経過した現在、このタイプのメモリは開発の可能性を使い果たしつつあります。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 セルに移行するための基礎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となる可能性があります。
強誘電体 (海外の文献では強誘電体という用語が使用されています) は、印加された電場の記憶を持つ誘電体、つまり、電荷の残留分極によって特徴付けられる誘電体です。強誘電体メモリは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 レベルまでスケールダウンすることでした。
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。これも特別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 ロジックで金属ゲートを備えたトランジスタを製造するために、数年にわたって 2,5 年連続で使用されてきました。 MIPTで提案された厚さXNUMXnmのハフニウム酸化物とジルコニウム酸化物の合金多結晶膜に基づいて、強誘電特性を備えた遷移を作成することが可能でした。
強誘電体キャパシタ（MIPTで呼ばれ始めたもの）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達成する必要があり、これにはナノレイヤー内の物理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、科学者は現象を説明するために数学的装置に頼ることしかできませんでしたが、今になって初めて、文字通り現象の過程で物質の内部を観察することができる技術が実装されました。
提案された技術は、高エネルギー X 線光電子分光法に基づいており、特別な設備 (シンクロトロン加速器) でのみ実装できます。これはハンブルク（ドイツ）にあります。 MIPTで製造された酸化ハフニウムベースの「強誘電体コンデンサ」の実験はすべてドイツで行われました。実施した工事についての記事が掲載されました .
「私たちの研究室で作成さ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された場合、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のフラッシュドライブが許容する回数のXNUMX万倍です」と、研究者のXNUMX人であるアンドレイ・ゼンケビッチ氏は述べています。この著作の著者、MIPT のナノエレクトロニクス用機能性材料およびデバイス研究室の所長。このようにして、新しい記憶に向けて新たな一歩を踏み出しましたが、まだ多くのステップが必要です。
出所： 3dnews.ru