Новый материал может стать основой универсального типа памяти

Для работы любому вычислительному устройству нужна постоянная и оперативная (энергозависимая) память, но будущее за комбинированными технологиями, к которым может проложить путь недавнее открытие.

Новый материал может стать основой универсального типа памяти

Год за годом стремительный рост вычислительной мощности зависит от способности производителей размещать все больше и больше компонентов в одном и том же пространстве кремниевого чипа. Этот прогресс, однако, сейчас приближается к пределам законов физики. Одно из ключевых направлений исследований, в настоящее время, — поиск новых материалов, которые придут на замену кремниевым полупроводникам, исчерпавшим свой потенциал.

Новые материалы могут также открыть совершенно новые парадигмы для отдельных компонентов микросхем и их общей конструкции. Одним из долгожданных открытий является сегнетоэлектрический полевой транзистор, или FE-FET. Такие устройства могут переключать состояния достаточно быстро, чтобы выполнять вычисления, но также могут сохранять эти состояния без питания, что позволяет им функционировать как долговременное хранилище памяти. Выполняя двойную функцию, как ОЗУ, так и ПЗУ, устройства FE-FET сделают микросхемы более компактными и мощными.

Препятствие для создания практичных устройств FE-FET всегда было в производстве; материалы, которые лучше всего демонстрируют необходимый сегнетоэлектрический эффект, несовместимы с технологиями массового производства кремниевых компонентов из-за требований к высокой температуре сегнетоэлектрических материалов.

Новый материал может стать основой универсального типа памяти

Источник: Penn Engineering.

Иллюстрация и изображение, полученное с помощью электронного микроскопа, устройства FE-FET исследователей.

Теперь группа исследователей из Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета показала потенциальный способ решения этой проблемы. В двух исследованиях они продемонстрировали, что нитрид алюминия, легированный скандием (AlScN), недавно обнаруженный материал, демонстрирующий сегнетоэлектричество, может использоваться для изготовления FE-FET, а также устройств памяти типа диод-мемристор с коммерчески жизнеспособными свойствами. Они опубликовали свои выводы в журналах Nano Letters и Applied Physics Letters.

Инженеры нашли решение в многообещающем двумерном материале, известном как дисульфид молибдена или MoS2. Используя один слой MoS2 в качестве канала для устройства FE-FET на базе AlScN, команда смогла протестировать его скорость переключения и стабильность памяти.

Следующим шагом для группы было уменьшение размеров получившихся запоминающих устройств. В своей работе они продемонстрировали способность производить AlScN толщиной всего 20 нанометров, уменьшая общий размер устройства, а также необходимое напряжение. Исследователи будут продолжать поиск технологии производства этих устройств, которая позволит производить их массово и интегрировать в бытовую электронику.

Читайте также

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь