Dijital verilerin kalıcı olarak depolanmasına yönelik cihazların oluşturulması ve geliştirilmesi onlarca yıldır devam etmektedir. Gelişimi 20 yıl önce başlamış olmasına rağmen, NAND belleği 20 yıldan biraz daha kısa bir süre önce gerçek bir atılım gerçekleştirdi. Bugün, büyük ölçekli araştırmaların başlamasından, üretimin başlamasından ve NAND'ı geliştirmeye yönelik sürekli çabaların üzerinden yaklaşık yarım yüzyıl geçtikten sonra, bu tür bellek, geliştirme potansiyelini tüketmeye yakındır. Enerjisi, hızı ve diğer özellikleri daha iyi olan başka bir hafıza hücresine geçişin temelini atmak gerekiyor. Uzun vadede böyle bir hafıza yeni bir tür ferroelektrik hafıza olabilir.
Ferroelektrikler (yabancı literatürde ferroelektrik terimi kullanılır), uygulanan elektrik alanının hafızasına sahip olan veya başka bir deyişle yüklerin artık polarizasyonu ile karakterize edilen dielektriklerdir. Ferroelektrik hafıza yeni bir şey değil. Buradaki zorluk, ferroelektrik hücrelerini nano ölçekli seviyeye indirmekti.
Üç yıl önce MIPT'deki bilim insanları Hafniyum oksit (HfO2) bazlı ferroelektrik bellek için ince film malzemesi üretme teknolojisi. Bu aynı zamanda benzersiz bir malzeme değildir. Bu dielektrik, işlemcilerde ve diğer dijital mantıklarda metal kapılı transistörlerin yapımında üst üste beş yıl boyunca kullanıldı. MIPT'de önerilen 2,5 nm kalınlığındaki hafniyum ve zirkonyum oksitlerin alaşımlı polikristal filmlerine dayanarak ferroelektrik özelliklere sahip geçişler oluşturmak mümkün oldu.
Ferroelektrik kapasitörlerin (MIPT'de çağrılmaya başlandıkları şekliyle) bellek hücreleri olarak kullanılabilmesi için, nano katmandaki fiziksel süreçlerin ayrıntılı bir şekilde incelenmesini gerektiren mümkün olan en yüksek polarizasyonun elde edilmesi gerekir. Özellikle voltaj uygulandığında katman içindeki elektrik potansiyelinin dağılımı hakkında fikir edinin. Yakın zamana kadar, bilim adamları fenomeni tanımlamak için yalnızca matematiksel bir aygıta güvenebiliyorlardı ve ancak şimdi, fenomen süreci sırasında malzemenin içine bakmanın kelimenin tam anlamıyla mümkün olduğu bir teknik uygulandı.
Yüksek enerjili X-ışını fotoelektron spektroskopisine dayanan önerilen teknik, yalnızca özel bir kurulumda (senkrotron hızlandırıcılar) uygulanabilir. Bu, Hamburg'da (Almanya) bulunmaktadır. MIPT'de üretilen hafniyum oksit bazlı "ferroelektrik kapasitörler" ile yapılan tüm deneyler Almanya'da gerçekleşti. Yapılan çalışmalara ilişkin bir makale yayımlandı. .
Yazarlardan biri olan Andrei Zenkevich, "Laboratuvarımızda oluşturulan ferroelektrik kapasitörler, kalıcı bellek hücrelerinin endüstriyel üretimi için kullanılırsa, 1010 yeniden yazma döngüsü sağlayabilir; bu, modern bilgisayar flash sürücülerinin izin verdiğinden yüz bin kat daha fazladır" diyor. çalışma, nanoelektronik MIPT için fonksiyonel malzeme ve cihazlar laboratuvarının başkanı. Böylece yeni bir hafızaya doğru bir adım daha atılmış oldu, ancak daha atılacak çok adım var.
Kaynak: 3dnews.ru