Протоны используют для создания «сверхэффективной компьютерной памяти»
Инженеры использовали сегнетооэлектрики для создания маломощных компьютерных чипов.
Международная группа исследователей под руководством Корейского института передовых технологий (KAIST) обнаружила, что протоны, которые вызывают множественные фазовые переходы в ферроэлектрических (сегнетоэлектрических) материалах, можно использовать для разработки высокопроизводительной и энергоэффективной памяти - нейроморфных чипов.
Устройство представляет собой многослойную пленку селенида индия, нанесенную на гетероструктуру, состоящую из изолирующего листа из оксида алюминия, зажатого между слоем платины внизу и пористым кремнеземом вверху. Платиновый слой служил электродами для приложенного напряжения, а пористый кремнезем действовал как электролит и поставлял протоны в сегнетоэлектрическую пленку.
Меняя приложенное напряжение, исследователи постепенно вводили или удаляли протоны из сегнетоэлектрической пленки. В результате образовалось несколько сегнетоэлектрических фаз с различной степенью протонирования. Этот эффект можно использовать для реализации многоуровневых запоминающих устройств со значительной емкостью памяти.
Изготовив пленку, демонстрирующую гладкую и непрерывную поверхность раздела с кремнеземом, инженеры получили устройство с высокой эффективностью инжекции протонов, работающее при напряжении ниже 0,4 В, что является ключевым фактором для разработки устройств памяти с низким энергопотреблением.
«Сегнетоэлектрики, такие как селенид индия, представляют собой внутренне поляризованные материалы, которые меняют полярность при помещении в электрическое поле, что делает их привлекательными для создания технологий памяти», - говорит Синь Хэ, соавтор исследования. Такие материалы уже продемонстрировали производительность и скорость чтения и записи, но их емкость до сих пор была ограничена небольшим количеством сегнетоэлектрических фаз.