Crearea și dezvoltarea dispozitivelor pentru stocarea digitală a datelor fără sursă de energie a avut loc de-a lungul multor decenii. O adevărată revoluție a avut loc acum aproape 20 de ani cu memoria de tip NAND, deși dezvoltarea acesteia a început cu aproximativ 20 de ani mai devreme. Astăzi, la aproximativ jumătate de secol de la începutul cercetărilor extinse, a producției și a eforturilor constante de perfecționare a NAND, acest tip de memorie se apropie de limitarea posibilităților sale de dezvoltare. Este necesar să se pună baza pentru o tranziție la un alt tip de celulă de memorie cu caracteristici energetice, de viteză și alte caracteristici mai bune. Pe termen lung, o astfel de memorie ar putea fi memoria segnetolectrică de nou tip.
Segnetolectricii (în literatura străină se folosește termenul ferroelectrici) sunt dielectrice care au memorie asupra câmpului electric aplicat sau, altfel spus, se caracterizează prin polarizarea reziduală a sarcinilor. Memoria pe segnetoelectrici nu este ceva nou. Problema a fost de a reduce dimensiunile celulelor segnetoelectrice la nivel nanometric.
Acum trei ani, cercetătorii de la MFTI tehnologia de fabricare a materialului subțire pentru memoria segnetoelectrică pe bază de oxid de hafniu (HfO2). Acesta nu este un material unic. Acest dielectric a fost utilizat timp de mai multe decenii pentru fabricarea tranzistorilor cu porți metalice în procesoare și în alte logici digitale. Pe baza filmelor policristaline de aliaje de oxizi de hafniu și zirconiu propuse de MFTI cu o grosime de 2,5 nm, s-au reușit crearea de tranziții cu proprietăți segnetoelectrice.
Pentru ca condensatorii segnetoelectrice (așa cum au început să-i numească în MFTI) să poată fi utilizați ca celule de memorie, este necesar să se atingă o polarizare maximă posibilă, pentru care este necesară o studiere detaliată a proceselor fizice în stratul nanometric. În special, este necesar să se obțină o înțelegere a distribuției potențialului electric în interiorul stratului atunci când se aplică tensiune. Până de curând, cercetătorii puteau conta doar pe aparatul matematic pentru a descrie fenomenul, iar abia acum a fost realizată o metodă prin care s-a reușit practic să se privească în interiorul materialului în timpul fenomenului.
Metodologia propusă, care se bazează pe spectroscopie fotoelectrică cu raze X de înaltă energie, a putut fi realizată doar pe un echipament special (acceleratoare de sincrotron). Un astfel de echipament se află în Hamburg (Germania). Toate experimentele cu „condensatorii piezoelectrici” realizați la MFTI pe bază de oxid de hafniu s-au desfășurat în Germania. Articolul referitor la activitatea desfășurată a fost publicat în .
„Condensatorii piezoelectrici creați în laboratorul nostru, dacă sunt utilizați pentru fabricarea industrială a celulelor de memorie nevolatilă, pot asigura 10ⁱ⁰ cicluri de rescriere — de o sută de mii de ori mai mult decât permit memoriile flash actuale”, afirmă Andrei Zenkevich, unul dintre autorii lucrării și șef al laboratorului de materiale și dispozitive funcționale pentru nanoelectronică de la MFTI. Astfel, s-a făcut un alt pas spre noua memorie, deși mai sunt încă foarte multe astfel de pași de realizat.
Sursa: 3dnews.ru
