Penciptaan dan pembangunan peranti untuk penyimpanan data digital yang tidak meruap telah berlangsung selama beberapa dekad. Satu kejayaan sebenar telah dibuat kurang daripada 20 tahun lalu oleh memori NAND, walaupun perkembangannya bermula 20 tahun lebih awal. Hari ini, kira-kira setengah abad selepas permulaan penyelidikan berskala besar, permulaan pengeluaran dan usaha berterusan untuk meningkatkan NAND, memori jenis ini hampir meletihkan potensi pembangunannya. Ia adalah perlu untuk meletakkan asas untuk peralihan ke sel memori lain dengan tenaga, kelajuan dan ciri-ciri lain yang lebih baik. Dalam jangka panjang, ingatan sedemikian boleh menjadi jenis memori ferroelektrik baharu.
Ferroelektrik (istilah ferroelektrik digunakan dalam kesusasteraan asing) adalah dielektrik yang mempunyai ingatan medan elektrik yang digunakan atau, dengan kata lain, dicirikan oleh polarisasi sisa cas. Memori feroelektrik bukanlah sesuatu yang baru. Cabarannya adalah untuk menurunkan sel ferroelektrik ke tahap skala nano.
Tiga tahun lalu, saintis di MIPT teknologi pembuatan bahan filem nipis untuk ingatan ferroelektrik berasaskan hafnium oksida (HfO2). Ini juga bukan bahan yang unik. Dielektrik ini telah digunakan selama beberapa lima tahun berturut-turut untuk membuat transistor dengan pintu logam dalam pemproses dan logik digital lain. Berdasarkan filem polihablur aloi hafnium dan zirkonium oksida dengan ketebalan 2,5 nm yang dicadangkan di MIPT, adalah mungkin untuk mencipta peralihan dengan sifat ferroelektrik.
Agar kapasitor ferroelektrik (seperti yang mula dipanggil di MIPT) untuk digunakan sebagai sel memori, adalah perlu untuk mencapai polarisasi tertinggi yang mungkin, yang memerlukan kajian terperinci mengenai proses fizikal dalam nanolayer. Khususnya, dapatkan idea tentang pengagihan potensi elektrik di dalam lapisan apabila voltan digunakan. Sehingga baru-baru ini, saintis hanya boleh bergantung pada alat matematik untuk menerangkan fenomena itu, dan hanya kini teknik telah dilaksanakan yang secara literal mungkin untuk melihat ke dalam bahan semasa proses fenomena itu.
Teknik yang dicadangkan, yang berasaskan spektroskopi fotoelektron sinar-X bertenaga tinggi, hanya boleh dilaksanakan pada pemasangan khas (pemecut synchrotron). Yang ini terletak di Hamburg (Jerman). Semua eksperimen dengan "kapasitor ferroelektrik" berasaskan hafnium oksida yang dihasilkan di MIPT berlaku di Jerman. Satu artikel mengenai kerja yang dijalankan telah diterbitkan dalam .
"Kapasitor ferroelektrik yang dicipta di makmal kami, jika digunakan untuk pengeluaran industri sel memori tidak meruap, boleh menyediakan 1010 kitaran penulisan semula - seratus ribu kali lebih banyak daripada pemacu kilat komputer moden yang dibenarkan," kata Andrei Zenkevich, salah seorang pengarang kerja, ketua makmal bahan berfungsi dan peranti untuk nanoelektronik MIPT. Justeru, satu lagi langkah telah diambil ke arah memori baru, walaupun masih banyak, banyak langkah yang perlu diambil.
Sumber: 3dnews.ru