Oamenii de știință de la MIPT au făcut un pas către apariția unei noi „unități flash”

Crearea și dezvoltarea dispozitivelor pentru stocarea nevolatilă a datelor digitale se desfășoară de mai multe decenii. O adevărată descoperire a fost făcută cu puțin mai puțin de 20 de ani în urmă de memoria NAND, deși dezvoltarea sa a început cu 20 de ani mai devreme. Astăzi, la aproximativ o jumătate de secol de la începutul cercetării pe scară largă, începerea producției și eforturile constante de îmbunătățire a NAND, acest tip de memorie este aproape de a-și epuiza potențialul de dezvoltare. Este necesar să se pună bazele tranziției la o altă celulă de memorie cu energie, viteză și alte caracteristici mai bune. Pe termen lung, o astfel de memorie ar putea fi un nou tip de memorie feroelectrică.

Feroelectricii (termenul de feroelectrici este folosit în literatura străină) sunt dielectrici care au o memorie a câmpului electric aplicat sau, cu alte cuvinte, se caracterizează prin polarizarea reziduală a sarcinilor. Memoria ferroelectrică nu este nimic nou. Provocarea a fost de a scala celulele feroelectrice până la nivel nanoscal.

Acum trei ani, oamenii de știință de la MIPT prezentat tehnologie pentru fabricarea materialului cu peliculă subțire pentru memorie feroelectrică pe bază de oxid de hafniu (HfO2). De asemenea, acesta nu este un material unic. Acest dielectric a fost folosit timp de câțiva cinci ani la rând pentru a face tranzistori cu porți metalice în procesoare și altă logică digitală. Pe baza unor filme de aliaj policristaline de oxizi de hafniu și zirconiu cu o grosime de 2,5 nm propuse la MIPT, a fost posibilă crearea tranzițiilor cu proprietăți feroelectrice.

Pentru ca condensatoarele feroelectrice (așa cum au început să fie numite la MIPT) să poată fi utilizate ca celule de memorie, este necesar să se obțină cea mai mare polarizare posibilă, ceea ce necesită un studiu detaliat al proceselor fizice din nanostratul. În special, faceți-vă o idee despre distribuția potențialului electric în interiorul stratului atunci când se aplică tensiune. Până de curând, oamenii de știință se puteau baza doar pe un aparat matematic pentru a descrie fenomenul și abia acum a fost implementată o tehnică prin care era literalmente posibil să se privească în interiorul materialului în timpul procesului fenomenului.

Tehnica propusă, care se bazează pe spectroscopie de fotoelectron cu raze X de înaltă energie, a putut fi implementată doar pe o instalație specială (acceleratoare de sincrotron). Acesta este situat în Hamburg (Germania). Toate experimentele cu „condensatoare feroelectrice” pe bază de oxid de hafniu fabricate la MIPT au avut loc în Germania. Un articol despre munca depusă a fost publicat în Nanoscală.

„Condensatorii feroelectrici creați în laboratorul nostru, dacă sunt utilizați pentru producția industrială de celule de memorie nevolatile, pot oferi 1010 cicluri de rescriere - de o sută de mii de ori mai mult decât permit unitățile flash de computer moderne”, spune Andrei Zenkevich, unul dintre autorii studiului. lucrare, șef laborator de materiale funcționale și dispozitive pentru nanoelectronica MIPT. Astfel, s-a făcut încă un pas către o nouă memorie, deși mai sunt mulți, mulți pași de făcut.

Sursa: 3dnews.ru