`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память

0 
 

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии объявили о новой энергонезависимой сегнетоэлектрической памяти на стенках доменов, выполненной с помощью специально разработанных наноэлектродов. Двоичное состояние памяти определяется наличием или отсутствием проводимости стенок, и данные могут быть считаны без разрушения при умеренных напряжениях менее 3 В. Память также имеет относительно высокое отношение тока OFF-ON – около 10^3, является надежной и может хранить данные на нескольких уровнях.

Сегнетоэлектрические материалы имеют постоянный дипольный момент, как их ферромагнитные аналоги магнитный. Однако в сегнетоэлектриках дипольный момент является электрическим, а не магнитным и поэтому может быть ориентирован с использованием электрических полей. Это открывает множество новых приложений для устройств, поскольку позволяет хранить электрическую цифровую информацию в сегнетоэлектрических тонких пленках, что может быть использовано для создания чипов компьютерной памяти и логических устройств.

Как и их магнитные аналоги, сегнетоэлектрики также имеют доменные стенки (атомарно острые топологические дефекты, разделяющие области однородной поляризации), но они в 10-100 раз меньше. «Это делает их идеальной наноскопической управляемой особенностью в твердых материалах, - объясняет лидер команды Ян Зайдель (Jan Seidel). - Сегнетоэлектрические доменные стенки (FEDW) обычно имеют ширину всего 1 нм (что также примерно в 10 раз меньше, чем современные кремниевые электронные CMOS-структуры). Благодаря их чрезвычайно малым размерам, в FEDW могут возникать изменения структуры и симметрии, и эти изменения могут радикально влиять на свойства материала. Фактически, мы можем думать о том, что FEDW является совершенно другим материалом из окружающей массы».

Критически важным здесь является расположение электродов. «Это ключевой момент, который мы используем в наших ячейках памяти, - сказал Зайдель. - FEDWs гораздо более электропроводящие, чем материал, окружающий стенку (объем), который сам изолирует. Поскольку электрические диполи в сегнетоэлектриках могут быть переориентированы внешними электрическими полями (приложенным напряжением), мы можем создавать, стирать или перемещать FEDW в материале с использованием этих полей. Создавая и стирая стенки, мы можем сформировать или разрушать проводящие каналы, в которых хранятся данные, создавая, таким образом, 1 и 0 двоичной логики».

Исследователи сделали свою энергонезависимую память из тонких пленок сегнетоэлектрического материала BiFeO3 (BFO). Используя электронно-лучевую нанолитографию, они структурировали металлические электроды Pt/Ti на пленке, что позволило им применить электрическое поле в плоскости пленки. Это особое расположение электродов является критическим, поскольку поле, приложенное между электродами, позволяет им стабилизировать доменные стенки на наномасштабе.

«Такая геометрия электрода адаптирована к изучаемому конкретному материалу, и знание того, какой наилучший тип расположения выбрать, стало возможным только благодаря тому, что сложные свойства материала были изучены заранее, что потребовало от нас более 10 лет в случае BFO», - объясняет Зайдель.

Он добавляет, что специально разработанная плоская компоновка электродов позволяет кодировать и извлекать информацию с использованием умеренных электрических полей. Таким образом, устройство работает, используя небольшую энергию. Низковольтное импульсное считывание записанных состояний является также неразрушающим.

И это еще не все: FEDW могут хранить данные на нескольких уровнях, потому что серия последовательно различных состояний сопротивления может быть настроена ступенчато посредством точного контроля длины доменной стенки. Поэтому плотность хранения данных в этих устройствах памяти FEDW значительно повышена по сравнению с традиционными двоичными битами.

«Большая часть работы на данный момент является фундаментальным исследованием, но предложения по коммерциализации обсуждаются и активно изучаются. Я думаю, что наша работа закладывает основу для потенциального индустриального принятия идей и концепций, описанных в нашем исследовании» - отметил Зейдель.

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память
Процесс сегнетоэлектрического переключения

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT