p Pesquisadores do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou, junto com seus colegas da Alemanha e dos EUA, alcançaram um avanço em dispositivos de memória não volátil. A equipe criou um método exclusivo para medir a distribuição de potencial elétrico em um capacitor ferroelétrico, o que poderia levar à criação de ordens de magnitude de memória mais rápido do que as atuais unidades flash e de estado sólido, suportando 1 milhão de vezes mais ciclos de reescrita. O artigo foi publicado em Nanoescala . p A memória baseada em dióxido de háfnio é baseada em um dielétrico já conhecido na indústria de microeletrônica. Sujeito a tratamento de temperatura e liga, uma camada de dióxido de háfnio em escala nanométrica pode formar cristais metaestáveis ​​que possuem propriedades ferroelétricas, isto é, eles "lembram" a direção do campo elétrico aplicado a eles.

p A nova célula de memória é um filme de óxido de zircônio-háfnio com 10 nanômetros de espessura intercalado entre dois eletrodos. Sua estrutura se assemelha a um capacitor elétrico convencional. Para fazer capacitores ferroelétricos utilizáveis ​​como células de memória, sua polarização remanescente deve ser maximizada; e para garantir que, os engenheiros precisam de uma compreensão detalhada dos processos que ocorrem no nanofilme. Isso envolve explicar como o potencial elétrico é distribuído ao longo do filme após a aplicação de tensão e inversão de polarização. Desde a descoberta de uma fase ferroelétrica no óxido de háfnio há 10 anos, a distribuição potencial em nanoescala só foi modelada, mas não medido diretamente. Este último foi relatado em um artigo recente em Nanoescala .

p A equipe empregou uma técnica conhecida como espectroscopia de fotoemissão de raios-X de alta energia. A metodologia especializada desenvolvida no MIPT se baseia no chamado modo de onda estacionária do poderoso feixe de raios-X monocromático, que requer uma fonte de luz síncrotron para produzir. A máquina utilizada no estudo está localizada em Hamburgo, Alemanha. Foi usado para realizar medições nos protótipos de células de memória à base de óxido de háfnio fabricados na MIPT.

p "Se usado para a produção industrial de células de memória não voláteis, os capacitores ferroelétricos desenvolvidos em nosso laboratório poderiam suportar 10 bilhões de ciclos de reescrita, que é 100, 000 vezes mais do que os drives flash de última geração podem sobreviver, "disse o co-autor do estudo Andrei Zenkevich, que chefia o Laboratório de Materiais e Dispositivos Funcionais para Nanoeletrônica do MIPT.

p Uma outra vantagem dos dispositivos de memória ferroelétrica é que a radiação externa não tem absolutamente nenhum efeito sobre eles, ao contrário de seus análogos baseados em semicondutores. Isso significa que a memória semelhante a um flash do futuro pode até mesmo resistir à exposição aos raios cósmicos e operar no espaço sideral.