Главной проблемой, с которой мы столкнулись, было вычисление правильной толщины сегнетоэлектрического слоя”, – добавил Чуприк. “Четыре нанометра оказались идеальными. Сделайте его всего на один нанометр тоньше, и сегнетоэлектрические свойства исчезнут, в то время как более толстая пленка является слишком широким барьером для прохождения электронов. И это только туннельный ток, который мы можем модулировать, переключая поляризацию. ”
Преимущество оксида гафния перед другими сегнетоэлектрическими материалами, такими как титанат бария, заключается в том, что он уже используется в современных кремниевых технологиях. Например, Intel с 2007 года производит микрочипы на основе соединения гафния. Это делает внедрение устройств на основе гафния, таких как мемристор, о котором рассказывается в этой статье, намного проще и дешевле, чем устройств, использующих совершенно новый материал.
Проявив изобретательность, исследователи реализовали “забывчивость”, используя дефекты на границе раздела кремния и оксида гафния. Эти самые недостатки раньше рассматривались как недостаток микропроцессоров на основе гафния, и инженерам пришлось искать способ обойти их, включив в состав другие элементы. Вместо этого команда МФТИ использовала дефекты, из-за которых проводимость мемристора со временем уменьшается, как и у естественной памяти.
Виталий Михеев, первый автор статьи, поделился планами команды на будущее: “Мы собираемся изучить взаимодействие между различными механизмами переключения сопротивления в нашем мемристоре. Оказывается, сегнетоэлектрический эффект может быть не единственным задействованным. Для дальнейшего совершенствования устройств нам нужно будет различать механизмы и научиться их комбинировать ”.
По словам физиков, они продолжат фундаментальные исследования свойств оксида гафния, чтобы сделать энергонезависимые ячейки оперативной памяти более надежными. Команда также изучает возможность переноса своих устройств на гибкую подложку для использования в гибкой электронике.
В прошлом году исследователи предложили подробное <a>описание</a> того, как приложение электрического поля к пленкам оксида гафния влияет на их поляризацию. Именно этот процесс позволяет снизить сопротивление сегнетоэлектрического мемристора, который имитирует усиление синапсов в биологическом мозге. Команда также работает над нейроморфными вычислительными системами с цифровой архитектурой.
