A criação e o desenvolvimento de dispositivos para armazenamento de dados digitais sem energia têm sido realizados há várias décadas. Uma verdadeira revolução aconteceu há cerca de 20 anos com a memória do tipo NAND, embora seu desenvolvimento tenha começado cerca de 20 anos antes. Hoje, quase meio século após o início das pesquisas em larga escala, da produção e dos esforços contínuos para aprimorar a NAND, esse tipo de memória está se aproximando do limite de suas capacidades de desenvolvimento. É necessário estabelecer as bases para a transição para um novo tipo de célula de memória com melhores características em termos de energia, velocidade e outros parâmetros. A longo prazo, essa memória pode ser uma nova memória do tipo segnetoelétrica.
Os segnetoelétricos (na literatura estrangeira usa-se o termo ferroelectric) são dielétricos que possuem memória do campo elétrico aplicado ou, em outras palavras, são caracterizados pela polarização residual de cargas. A memória baseada em segnetoelétricos não é nenhuma novidade. O desafio foi reduzir a escala das células segnetoelétricas para o nível nanométrico.
Há três anos, cientistas do MIPT desenvolveram tecnologia para a fabricação de material em filme fino para memória segnetoelétrica à base de óxido de zircônio (HfO2). Este também não é um material único. Esse dielétrico foi utilizado por várias gerações para a fabricação de transistores com portas metálicas em processadores e outras lógicas digitais. Com base nos filmes policristalinos de ligas de óxido de zircônio e zircônio propostos no MIPT, foi possível criar transições com propriedades segnetoelétricas.
Para que os capacitores segnetoelétricos (como passaram a ser chamados no MIPT) possam ser utilizados como células de memória, é necessário alcançar a polarização máxima possível, para o que é necessário um estudo detalhado dos processos físicos na camada nanométrica. Em particular, é importante entender a distribuição do potencial elétrico dentro da camada ao aplicar tensão. Até recentemente, os cientistas podiam contar apenas com ferramentas matemáticas para descrever esse fenômeno, e somente agora foi implementado um método que possibilitou literalmente olhar dentro do material durante o fenômeno.
A metodologia proposta, que se baseia na espectroscopia fotoelétrica de raios-X de alta energia, só pôde ser realizada em instalações especiais (aceleradores síncrotrons). Uma dessas instalações está localizada em Hamburgo (Alemanha). Todos os experimentos com os "condensadores ferroelectricos" produzidos no MIPT, baseados em óxido de háfnio, foram realizados na Alemanha. O artigo sobre o trabalho realizado foi publicado em .
"Os condensadores ferroelectricos criados em nosso laboratório, se aplicados à produção industrial de células de memória não volátil, são capazes de garantir 10^10 ciclos de regravação — cem mil vezes mais do que as atuais unidades de flash de computador permitem", afirma Andrey Zenkovich, um dos autores do trabalho e chefe do laboratório de materiais funcionais e dispositivos para nanoeletrônica do MIPT. Dessa forma, um novo passo foi dado em direção à nova memória, embora muitos outros passos ainda precisem ser dados.
Fonte: 3dnews.ru
