Створення та розробка пристроїв для енергонезалежного зберігання цифрових даних ведеться протягом багатьох десятиліть. Справжній прорив трохи менше 20 років тому зробила пам'ять типу NAND, хоча її розробка стартувала ще на 20 років раніше. Сьогодні, приблизно через півстоліття після початку широкомасштабних досліджень, початку виробництва і постійних зусиль з удосконалення NAND, цей тип пам'яті близький до вичерпання своїх можливостей для розвитку. Необхідно закладати основу для переходу на іншу комірку пам'яті з найкращими енергетичними, швидкісними та іншими характеристиками. У довгостроковій перспективі такою пам'яттю може стати сегнетоелектрична пам'ять нового типу.
Сегнетоелектрики (у зарубіжній літературі використовується термін фероелектрики) - це діелектрики, які мають пам'ять про прикладене електричне поле або, інакше кажучи, характеризуються залишковою поляризацією зарядів. Пам'ять на сегнетоелектриках не є чимось новим. Проблемою було зменшити масштаб сегнетоелектричних осередків до нанорозмірного рівня.
Три роки тому вчені в МФТІ технологію виготовлення тонкоплівкового матеріалу для сегнетоелектричної пам'яті на основі оксиду гафнію (HfO2). Це також не унікальний матеріал. Цей діелектрик кілька п'ятирічок поспіль використовувався для виготовлення транзисторів із металевими затворами в процесорах та іншій цифровій логіці. На основі запропонованих у МФТІ сплавних полікристалічних плівок оксидів гафнію та цирконію товщиною 2,5 нм вдалося створити переходи із сегнетоелектричними властивостями.
Щоб сегнетоелектричні конденсатори (так їх стали називати в МФТІ) можна було використовувати як осередки пам'яті, необхідно досягти максимально можливої поляризації, для чого необхідно детальне вивчення фізичних процесів в наносарі. Зокрема, отримати уявлення про розподіл електричного потенціалу всередині шару при подачі напруги. До недавнього часу вчені могли спиратися лише на математичний апарат для опису явища, і лише зараз реалізовано методику, за допомогою якої буквально вдалося заглянути всередину матеріалу в процесі явища.
Запропонована методика, яка спирається на високоенергетичну рентгенівську фотоелектронну спектроскопію, могла бути реалізована лише на спеціальній установці (прискорювачі-синхротрони). Така знаходиться у Гамбурзі (ФРН). Усі експерименти з виготовленими в МФТІ «сегнетоелектричними конденсаторами» на основі оксиду гафнію пройшли у Німеччині. Статтю про проведену роботу опубліковано у .
«Створені в нашій лабораторії сегнетоелектричні конденсатори, якщо їх застосувати для промислового виготовлення осередків енергонезалежної пам'яті, здатні забезпечити 1010 циклів перезапису — у сто тисяч разів більше, ніж допускають сучасні комп'ютерні флешки», — стверджує Андрій Зенкевич, один з авторів роботи. матеріалів та пристроїв для наноелектроніки МФТІ. Тим самим до нової пам'яті зроблено ще один крок, хоча цих кроків належить зробити ще дуже багато.
Джерело: 3dnews.ru