Майенитный электрид для элементов памяти создали в НГУ
Майенитный электрид для элементов памяти создали в НГУ
Прототип нового материала разработали ученые. Его можно будет использовать в микроэлектронике. Новый электрид позволит обеспечить быстродействие накопителя, увеличить число циклов перезаписи, а также обойти другие ограничения существующих материалов.
На так называемый майенитный электрид обратили внимание сотрудники ЦКП «Высокие технологии и наноструктурированные материалы» Физического факультета Новосибирского госуниверситета.
– Электридами называют особый тип материалов, в которых электроны играют роль проводящих анионов, – рассказал заместитель заведующего ЦКП «ВТАН» НГУ к.ф.-м.н. Павел Гейдт. – В своей природной форме майенит – обычный белый минерал, состоящий из кальция, алюминия и кислорода, доступных распространённых химических элементов, имеет сложную уникальную кристаллическую решётку и является изолятором, то есть не проводит электрический ток. Но после ряда манипуляций он преобразуется в чёрный электрид, приобретает металлические свойства.
Материал позволяет перезаписывать информацию на носитель значительное количество раз (оценочно порядка 1012), имеет низкую энергию, необходимую для переключения, и при этом высокую скорость переключения, может сохранять энергонезависимость в течение нескольких лет даже при очень высоких температурах. Это те свойства, которые необходимы в микроэлектронике.
Первым майенитный электрид описал японский ученый Хидео Хосоно, но он работал только с монокристаллами, исследования были теоретическими. В 2011 году его группа доказала 50 циклов переключений, но этого мало для применения в устройствах. Несколько лет назад ученые Института катализа СО РАН получили воспроизводимую поликристаллическую форму материала, а затем к изучению её свойств подключились коллеги из ЦКП «ВТАН» НГУ. Вместе им удалось продемонстрировать стабильные переключения между проводящим и непроводящим состоянием слоя поликристаллического майенитного материала свыше 1000 циклов в лабораторном прототипе мемристора и понять механизм переключения, с помощью которого можно повысить требуемые характеристики элемента памяти.
Как говорит Павел Гейдт, ученые ориентируются на работу с пленками из этого материала. Есть понимание, как должен выглядеть многослойный элемент с использованием электрида, чтобы применять его в микроэлектронной промышленности. Уже создан прототип такого элемента, необходимо довести его до серийного выпуска.
Как уменьшить толщину слоя майенитного электрида, обеспечить его напыление на подложку, масштабировать процесс и превратить лабораторное исследование в технологию – эти задачи решают ученые. Они надеются завершить работу до конца 2024 года.
По информации Центра взаимодействия с органами власти и индустриальными партнерами НГУ
Фото предоставлено пресс-службой Центра
Другие новости на тему
Комментарии