Hafniumoksidista haihtumaton muisti

Hyvästä skaalauksen ja valmistuksen potentiaalista johtuen HfO2-pohjaiset ferrosähköiset kalvot ovat saaneet huomiota vahvoina ehdokkaita sovellettavaksi ferrosähköisissä muisteissa ja elektronisissa rakenteissa.

Nyt Moscow Institute of Physics and Technologyn (MIPT) tutkijat ovat onnistuneet kasvattamaan 2,5 nanometrin paksuisia ferrosähköisiä kalvoja hafniumoksidista. Niitä voitaneen hyödyntää kehitettäessä ferrosähköisiä tunneliliitoksia hyödyntäviä haihtumattomia muistirakenteita.

Ferrosähköisiin tunneliliitoksiin perustuva haihtumaton muisti on lupaava kehityssuunta, jota ei vielä ole täysin toteutettu. Ferrosähköinen materiaali kykenee "muistamaan" ulkoisesti sovelletun sähkökentän suunnan jäljellä jääneellä polarisaatiovarauksella.

Ferrosähköisistä ohutkalvoista on jo pitkään tehty haihtumattomia muistirakenteita, mutta niiden miniaturisointi ei ole oikein onnistunut. Lisäksi ne on valmistettu materiaaleista, jotka eivät sovi nykyisiin tuotantoprosesseihin.

Noin kymmenen vuotta sitten, kun ferrosähköiset ominaisuudet löytyivät yksikiteisissä perovskiittikalvoissa, vaihtoehtoiseksi muistikonseptiksi ehdotettiin tunnelointivaikutuksen käyttöä.

MIPT:n tutkijat kollegoiden University of Nebraskasta ja University of Lausannesta nyt kokeellisesti osoittama monikiteinen seostettu kalvo hafnium- ja zirkoniumoksideja säilyttää ferrosähköiset ominaisuutensa ja on tunneloinnin läpäisevä.

Koska uuden materiaalin rakenteet ovat yhteensopivia piiteknologian kanssa, tutkijat uskovat, että uuteen materiaalin perustuvia muistirakenteita pystytään rakentamaan suoraan piille lähitulevaisuudessa.

Tutkijoiden mukaan tulokset ovat askel kohti piipohjaisien ferrosähköisien tunneliliitoksien kokeellista toteuttamista ja he toivovat, että kehitettyyn seokseen perustuvat ferrosähköiset tunneliliitokset pystyisivät osoittamaan myös memristorien ominaisuuksia.

Aiheesta aiemmin:

Antimagneettinen muisti