Российские физики совместно с зарубежными коллегами доказали эффективность применения перспективного материала для производства памяти нового типа с использованием современных технологических процессов. Речь идет о памяти, одновременно обладающей свойствами ОЗУ и энергонезависимых носителей.
Исследователи Московского физико-технического института (МФТИ) при участии коллег из Университета Небраски-Линкольна в США и Федеральной политехнической школы Лозанны во Франции разработали основу для энергонезависимой памяти нового типа, обладающей скоростью оперативной памяти и способной сохранять данные в отсутствии электропитания, сообщили в МФТИ.
«Человечество постоянно увеличивает объем хранимой и обрабатываемой информации, который, по статистике, удваивается каждые 1,5 года. Для ее хранения требуется все больше компьютерной памяти, прежде всего энергонезависимой, то есть такой, которая хранит информацию при отключении электропитания. Ученые по всему пытаются создать более быстрые и миниатюрные запоминающие устройства. Идеалом была бы «универсальная» память, которая обладает быстротой оперативной памяти, объемом данных жесткого диска и знергонезависимостью флешки», — заявили в МФТИ.
Исследователи изучают различные способы создания такой памяти. Один из вариантов заключается в применении в качестве ее основы сегнетоэлектрика — вещества, обладающего спонтанной электрической поляризацией, которая может быть обращена приложением электрического поля.
Одним из перспективных сегнетоэлектроков является оксид гафния. До сих пор он использовался для хранения информации в различных приборах, для которых не было каких-либо ограничений по габаритам. К тому же, для изготовления таких ячеек памяти использовались производственные технологии, отличные от производства миниатюрных чипов.
Заслуга исследователей МФТИ и их иностранных коллег состоит в том, что им удалось вырастить сверхтонкую пленку оксида гафния (толщиной 2,5 нм) на кремниевой подложке, сохранив при этом его сегнетоэлектрические свойства. Для роста пленки использовался метод атомно-слоевого осаждения, который популярен в производстве современных микропроцессоров. Метод хорош еще и тем, что позволяет растить функциональные слои в трехмерных структурах, отметили исследователи.
 |
Тонкая структура пленки оксида гафния на кремниевой подложке
«Поскольку структуры из этого материала совместимы с кремниевой технологией, можно рассчитывать, что в ближайшем будущем непосредственно на кремнии могут быть созданы новые устройства энергонезависимой памяти с использованием сегнетоэлектрических поликристаллических слоев оксида гафния», — пояснил ведущий автор исследования, заведующий лаборатории функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ Андрей Зенкевич.
Более того, ячейки памяти на основе сегнетоэлектрика в теории способны демонстрировать свойства мемристора — резистора с переменным сопротивлением, задаваемым величиной протекающего через него электрического тока. Мемристорные свойства являются необходимым условием для создания электронных синапсов, которые могут быть использованы в разрабатываемых сейчас нейроморфных системах с принципиальной иной архитектурой вычислений, воспроизводящей принципы работы человеческого мозга, подчеркнули в МФТИ.