Группа японских ученых разработала сегнетоэлектрический туннельный переход диаметром всего 25 нанометров. Главная особенность разработки заключается в том, что устройство демонстрирует более высокие характеристики по мере уменьшения размеров, что опровергает классические принципы микроэлектроники, согласно которым миниатюризация обычно приводит к ухудшению параметров.
В отличие от традиционной памяти, работа которой основана на управлении электрическим током и неизбежно ведет к выделению тепла и быстрому разряду батареи, новая технология использует сегнетоэлектрический эффект. Материал способен менять внутреннюю поляризацию, что позволяет хранить данные в виде двух состояний, воздействуя на способность тока проходить через структуру. Это требует значительно меньше энергии. Долгое время миниатюризации таких устройств препятствовали утечки тока через границы кристаллов в материале.
Японские ученые решили проблему утечек, применив оксид гафния — материал, который сохраняет поляризацию даже в экстремально тонких слоях. Для устранения дефектов команда разработала новый метод производства, при котором электроды нагреваются до образования полукруглой формы. Такая геометрия позволяет структуре стать максимально близкой к монокристаллу, минимизируя количество границ, через которые мог бы утекать заряд.
Результаты экспериментов показали, что предельное уменьшение масштаба не только не разрушает работоспособность памяти, но и улучшает ее показатели. Поскольку оксид гафния уже широко применяется в полупроводниковой промышленности, интеграция новой технологии в массовое производство может произойти в кратчайшие сроки. Внедрение такой памяти позволит создавать носимую электронику, способную работать месяцы без подзарядки, и энергоэффективные нейросети для задач искусственного интеллекта. Ученые отметили, что успех стал возможен благодаря отказу от традиционных догм о пределах масштабирования.
Читайте также: «Siemens поставит первые поезда на водородном топливе к 2029 году».