Разработка МФТИ поможет создавать энергоэффективные миниатюрные устройства, выдерживающие до 100 млн циклов перезаписи.
Почему это важно
У современных карт памяти есть такие недостатки, как неустойчивость к отключению напряжения и ограниченный ресурс – записывать информацию на них можно всего несколько тысяч раз. Причина в том, что структура ячеек, где хранятся данные, под воздействием электрических импульсов со временем меняется.
Обычные пользователи этого почти не замечают, так как флешка к моменту исчерпания ресурса перезаписи, скорее всего, морально устаревает, и ее меняют на новую. Однако в промышленности ограниченные свойства памяти устройств – серьезный сдерживающий фактор. В МФТИ нашли решение.
Что сделали
Ученые создали сверхтонкую пленку памяти на основе сегнетоэлектриков – кристаллов с особыми свойствами. Они повысили скорость загрузки флеш-карты, ее энергоэффективность и в сотни раз увеличили ресурс перезаписи – до 100 млн циклов. Кроме того, вся информация на такой карте сохраняется даже при отключении электропитания.
Это открывает большие перспективы для использования устройств памяти. Например, разработка МФТИ может применяться при создании микрочипов нового поколения для высокочувствительных имплантов, кардиостимуляторов, нейроинтерфейсов и центров обработки данных, использующих ИИ.
Как это работает
Ученые провели ряд экспериментов и детально изучили структуру и свойства перспективного сегнетоэлектрика – оксида гафния-циркония. С помощью серии электрических импульсов разного напряжения они имитировали запись, хранение и считывание данных.
На основе анализа результатов ученые разработали математическую модель, позволяющую учесть все эффекты, чтобы создать надежную карту памяти. С помощью этой модели инженеры еще на этапе проектирования смогут подбирать оптимальные параметры для чипов под конкретные задачи.
Кто сделал
Разработку ведет лаборатория перспективных концепций хранения данных МФТИ.