Ierīču radīšana un izstrāde digitālo datu nemainīgai glabāšanai notiek jau daudzus gadu desmitus. Īstu izrāvienu nedaudz mazāk nekā pirms 20 gadiem veica NAND atmiņa, lai gan tās attīstība sākās 20 gadus agrāk. Mūsdienās, aptuveni pusgadsimtu pēc liela mēroga pētījumu uzsākšanas, ražošanas uzsākšanas un pastāvīgajiem NAND uzlabošanas centieniem, šāda veida atmiņa ir tuvu tās attīstības potenciāla izsmelšanai. Jāliek pamats pārejai uz citu atmiņas šūnu ar labāku enerģiju, ātrumu un citām īpašībām. Ilgtermiņā šāda atmiņa varētu būt jauna veida feroelektriskā atmiņa.
Feroelektriķi (ārzemju literatūrā lietots termins feroelektriskie) ir dielektriķi, kuriem ir pielietotā elektriskā lauka atmiņa jeb, citiem vārdiem sakot, tiem ir raksturīga lādiņu atlikušā polarizācija. Feroelektriskā atmiņa nav nekas jauns. Izaicinājums bija samazināt feroelektriskās šūnas līdz nanomēroga līmenim.
Pirms trim gadiem MIPT zinātnieki tehnoloģija plānslāņa materiāla ražošanai feroelektriskajai atmiņai uz hafnija oksīda (HfO2) bāzes. Tas arī nav unikāls materiāls. Šo dielektriķi izmanto jau vairākus piecus gadus pēc kārtas, lai izgatavotu tranzistorus ar metāla vārtiem procesoros un citā digitālajā loģikā. Pamatojoties uz MIPT piedāvātajām hafnija un cirkonija oksīdu sakausējuma polikristāliskām plēvēm ar 2,5 nm biezumu, bija iespējams izveidot pārejas ar feroelektriskām īpašībām.
Lai feroelektriskos kondensatorus (kā tos sāka saukt MIPT) varētu izmantot kā atmiņas šūnas, ir jāpanāk maksimāli iespējama polarizācija, kas prasa detalizētu fizikālo procesu izpēti nanoslānī. Jo īpaši iegūstiet priekšstatu par elektriskā potenciāla sadalījumu slāņa iekšpusē, kad tiek pielietots spriegums. Vēl nesen zinātnieki fenomena aprakstīšanai varēja paļauties tikai uz matemātisko aparātu, un tikai tagad ir ieviesta tehnika, ar kuras palīdzību fenomena procesa laikā bija iespējams burtiski ielūkoties materiālā.
Ierosināto paņēmienu, kura pamatā ir augstas enerģijas rentgenstaru fotoelektronu spektroskopija, varēja ieviest tikai īpašā instalācijā (sinhrono paātrinātāju). Šis atrodas Hamburgā (Vācija). Visi eksperimenti ar hafnija oksīda bāzes “feroelektriskajiem kondensatoriem”, kas ražoti MIPT, notika Vācijā. gadā tika publicēts raksts par paveikto .
"Mūsu laboratorijā izveidotie feroelektriskie kondensatori, ja tos izmanto negaistošo atmiņas šūnu rūpnieciskai ražošanai, spēj nodrošināt 1010 pārrakstīšanas ciklus - simts tūkstošus reižu vairāk, nekā ļauj mūsdienu datoru zibatmiņas diski," saka Andrejs Zenkevičs, viens no darba autori, nanoelektronikas funkcionālo materiālu un ierīču laboratorijas MIPT vadītājs. Līdz ar to ir sperts vēl viens solis pretī jaunai atmiņai, lai gan priekšā vēl ir daudz, daudz soļu.
Avots: 3dnews.ru