Аммиак увеличивает стабильность новой энергонезависимой RAM

Научный коллектив Университета Небраска в Линкольне (UNL) с помощью графена и широко распространенных химикатов смог усовершенствовать свойства структуры высокопроизводительной оперативной памяти (RAM) следующего поколения — на базе ферроэлектрического туннельного перехода.

Об этом сообщается в статье для журнала Nature Communications, подготовленной командой UNL в соавторстве с представителями Висконсинского Университета в Мэдисоне и московского Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова.

Переход образован слоем ферроэлектрика, таким тонким (в 100 тыс. раз тоньше листа бумаги), что электроны могут туннелироваться сквозь него, и двумя электродами, которые служат для инвертирования его поляризации — записи двоичных нулей или единиц. Полярность перехода определяет его сопротивление току туннелирования: поляризованный в одном направлении ферроэлектрик содействует течению зарядов, а в другом — препятствует ему.

Исследователи UNL впервые создали миниатюрный ферроэлектрический переход с графеновыми электродами толщиной всего в один атом. При этом, между графеном и слоем ферроэлектрика они поместили молекулы аммиака.

Как показали последующие измерения, такая комбинация графена и аммиака увеличивает разрыв между включенным и выключенным состояниями, что улучшает надежность работы устройств оперативной памяти и позволяет считывать данные без необходимости их перезаписывать.

Ферроэлектрические материалы обладают свойством энергонезависимости, то есть, способны хранить записанную информацию без питания от внешнего источника энергии. Однако, в туннельном переходе расстояние между положительными и отрицательными зарядами ничтожно, из-за чего поляризация имеет тенденцию постепенного ослабления.

«Чем тоньше ферроэлектрический слой, тем труднее держать раздельно поляризованные заряды, тем больше нарастает противодействие в материале», — пишет Груверман (Alexei Gruverman), профессор физики UNL и соавтор статьи. Графен в сочетании с аммиаком, по его словам, помогает решить эту ключевую проблему памяти нового типа, значительно улучшая стабильность поляризации перехода.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365