Opprettelsen og utviklingen av enheter for ikke-flyktig lagring av digitale data har pågått i mange tiår. Et reelt gjennombrudd ble gjort for litt mindre enn 20 år siden av NAND-minne, selv om utviklingen startet 20 år tidligere. I dag, omtrent et halvt århundre etter oppstart av storskala forskning, produksjonsstart og konstant innsats for å forbedre NAND, er denne typen minne nær ved å uttømme utviklingspotensialet. Det er nødvendig å legge grunnlaget for overgangen til en annen minnecelle med bedre energi, hastighet og andre egenskaper. På lang sikt kan et slikt minne være en ny type ferroelektrisk minne.
Ferroelektrikk (begrepet ferroelektrikk brukes i utenlandsk litteratur) er dielektrika som har et minne om det påførte elektriske feltet, eller med andre ord, er preget av gjenværende polarisering av ladninger. Ferroelektrisk minne er ikke noe nytt. Utfordringen var å skalere ferroelektriske celler ned til nanoskalanivå.
For tre år siden, forskere ved MIPT teknologi for produksjon av tynnfilmmateriale for ferroelektrisk minne basert på hafniumoksid (HfO2). Dette er heller ikke unikt materiale. Dette dielektriket har blitt brukt i flere fem år på rad for å lage transistorer med metallporter i prosessorer og annen digital logikk. Basert på legerte polykrystallinske filmer av hafnium- og zirkoniumoksider med en tykkelse på 2,5 nm foreslått ved MIPT, var det mulig å lage overganger med ferroelektriske egenskaper.
For at ferroelektriske kondensatorer (som de begynte å bli kalt på MIPT) skal brukes som minneceller, er det nødvendig å oppnå høyest mulig polarisering, noe som krever en detaljert studie av de fysiske prosessene i nanolaget. Spesielt få en ide om fordelingen av elektrisk potensial inne i laget når spenning påføres. Inntil nylig kunne forskere bare stole på et matematisk apparat for å beskrive fenomenet, og først nå har det blitt implementert en teknikk som det bokstavelig talt var mulig å se inn i materialet under fenomenets prosess.
Den foreslåtte teknikken, som er basert på høyenergi røntgenfotoelektronspektroskopi, kunne bare implementeres på en spesiell installasjon (synkrotronakseleratorer). Denne ligger i Hamburg (Tyskland). Alle eksperimenter med hafniumoksidbaserte "ferroelektriske kondensatorer" produsert ved MIPT fant sted i Tyskland. En artikkel om arbeidet som ble utført ble publisert i .
"Ferroelektriske kondensatorer laget i laboratoriet vårt, hvis de brukes til industriell produksjon av ikke-flyktige minneceller, kan gi 1010 omskrivingssykluser - hundre tusen ganger mer enn moderne datamaskin-flash-stasjoner tillater," sier Andrei Zenkevich, en av forfatterne av arbeid, leder av laboratoriet for funksjonelle materialer og enheter for nanoelektronikk MIPT. Dermed er det tatt enda et skritt mot et nytt minne, selv om det fortsatt er mange, mange skritt å ta.
Kilde: 3dnews.ru