Какой станет память будущего поколения

Определен материал для памяти будущего.

В МФТИ изучили микроскопическую структуру оксида гафния и детально описали процесс переключения электрической поляризации этого материала. Именно этот физический процесс лежит в основе  разработки памяти для компьютерных устройств нового поколения.

Подходящих сегнетоэлектрических материалов для компьютерной памяти нового поколения ищут сейчас по всему миру. Сегнетоэлектриками называют вещества, в которых в определенном интервале температур возникает спонтанная электрическая поляризация. Ориентация этой поляризации может быть произвольно изменена при приложении к таким материалам внешнего электрического поля. Особую ценность сегнетоэлектрикам придает то, что даже без внешнего поля поляризация в них сохраняется продолжительное время. Это  свойство необходимо для энергонезависимых постоянных запоминающих устройств.

Российские ученые изучили оксид гафния с добавлением циркония.   Минусом этого материала до сих являлось отсутствие внятного представления о том, что именно в нем происходит при переполяризации. Им удалось изучить микроскопическую структуру оксида гафния непосредственно внутри плоского конденсатора (прототипа будущей запоминающей ячейки) при помощи разновидности атомно-силового микроскопа — прибора, который «ощупывал» образец посредством особо тонкой и острой иглы. С ее же помощью считывали и состояние запоминающей ячейки (ее поляризацию).

Выяснилось, что у оксида гафния есть микроскопические участки сегнетоэлектрика с определенной поляризацией, отличающиеся по ее значениям. Игла микроскопа, попадая на такие участки, по-разному отклонялась из-за изменений электрического поля, что позволяло четко выявить границы доменов с точностью до нескольких нанометров.

Исследование также позволило подтвердить ранее выдвигавшуюся гипотезу о перестройке кристаллической решетки оксида гафния под действием электрического поля. Наличие подобных изменений ранее предполагалось рядом ученых, но для подтверждения этой гипотезы физикам недоставало экспериментальных данных, которые сейчас появились.

Результаты исследования, как считают ученые, помогут оптимизировать ячейки памяти, делая их более компактными, технологичными и надежными.