В Токио разработали прототип памяти будущего

Ученые из Института промышленных наук при университете Токио изготовили трехмерные полевые транзисторы с вертикальной структурой, чтобы создать устройства с высокой плотностью хранения данных с использованием ферроэлектрического затворного изолятора и полупроводникового канала из оксида с атомно-слоевым осаждением.

Более того, используя вместо ферроэлектрика антиферроэлектрик, ученые выяснили, что для стирания данных требуется лишь небольшой чистый заряд, что в итоге приведет к более эффективным операциям записи.

Работа ученых может позволить создать новую, еще более компактную и экологичную память.

Хотя современные флэш-накопители могут похвастать значительными улучшениями в размере, емкости и доступности, если сравнивать их с предыдущими форматами компьютерных носителей, новые приложения машинного обучения и больших данных продолжают стимулировать спрос на инновации.

Кроме того, мобильным устройствам с поддержкой облачных вычислений и будущим узлам интернета вещей требуется все более компактная и энергоэффективная память. Однако существующие технологии флэш-памяти требуют относительно больших токов для записи и чтения данных.

И вот ученые из университета Токио разработали экспериментальную трехмерную стековую ячейку памяти на основе сегнетоэлектрических и антисегнетоэлектрических полевых транзисторов с полупроводниковым каналом с атомно-слоевым осаждением оксида гафния и оксида индия. Такие транзисторы могут хранить единицы и нули в энергонезависимой форме, а это значит, что им не требуется постоянное питание. Вертикальная структура устройства увеличивает плотность информации и снижает потребность в энергии для работы.

У ферроэлектриков есть электрические диполи, которые наиболее стабильны, когда выровнены в одном направлении. Оксид гафния обеспечивает спонтанное выравнивание диполей. Информация хранится в сегнетоэлектрическом слое, а считать ее можно благодаря изменениям электрического сопротивления.

С другой стороны, антисегнетоэлектрики чередуют диполи вверх-вниз во время удаления информации, что позволяет эффективно стирать данные в канале оксидного полупроводника.

Мы показали, что наше устройство стабильно в течение как минимум тысячи циклов,

— заявил первый автор Чжао Ли.

Ученые экспериментировали с разной толщиной слоя оксида индия. Выяснилось, что оптимизация этого параметра может привести к существенному росту производительности.

Также ученые применили компьютерное моделирование, чтобы определить наиболее стабильные состояния поверхности.

Наш подход может дать новый импульс развитию энергонезависимой памяти,

— сообщил старший автор Масахару Кобаяси.

— Подобные исследования с использованием комбо в виде экспериментальных прототипов и компьютерного моделирования помогут создать потребительскую электронику будущего!

12.06.2022