1342 подписчика
Возможно, открыт секрет высокопроизводительной компьютерной памяти... Это протоны!
Недавние исследования в области сегнетоэлектрических материалов позволяют нам взглянуть на новый подход к разработке высокопроизводительных устройств памяти.
Международная команда ученых из Саудовской Аравии и Китая обнаружила, что использование протонов может обеспечить множественные сегнетоэлектрические фазовые переходы, что открывает новые возможности для создания компьютерных чипов памяти с низким энергопотреблением и большой емкостью.
Сегнетоэлектрики, такие как селенид индия, являются материалами, имеющими внутреннюю поляризованность, которая, ожидаемо, меняется при воздействии электрического поля. Это делает их привлекательными для использования в технологиях памяти. Однако, до сих пор они имели ограниченную емкость памяти, так как существующие методы могли запускать только несколько сегнетоэлектрических фаз.
Учёные разработали новый метод, основанный на протонировании сегнетоэлектрических материалов, чтобы достичь множественных фазовых переходов. Они внедрили сегнетоэлектрический материал в транзистор, состоящий из многослойной гетероструктуры на основе кремния. Протоны, поступающие из пористого кремнезема, вводились или удалялись из сегнетоэлектрической пленки путем изменения приложенного напряжения. Этот подход позволил создать несколько сегнетоэлектрических фаз с различной степенью протонирования. Более высокие положительные напряжения усиливали протонирование, а отрицательные напряжения снижали его уровни. Уровни протонирования также варьировались в зависимости от близости слоя пленки к кремнезему.
Исследователи обнаружили, что протоны диффундировали из материала в кремнезем, что позволяло сегнетоэлектрическим фазам возвращаться в исходное состояние при отключении напряжения. Одной из главных проблем, с которой сталкивались исследователи, было снижение рабочего напряжения. Однако они поняли, что эффективность впрыска протонов через интерфейс может быть настроена, что позволяет работать с напряжением ниже 0,4 Вольта. Это ключевой фактор для разработки устройств памяти с низким энергопотреблением.
Команда ученых стремится разработать сегнетоэлектрические нейроморфные вычислительные чипы, которые потребляют меньше энергии и работают быстрее. Это открывает новые перспективы в области разработки компьютерных технологий, основанных на принципах работы мозга.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, подтверждает потенциал использования протонов для достижения множественных сегнетоэлектрических фазовых переходов и создания высокопроизводительных устройств памяти. Это важный шаг вперед в области разработки новых технологий, которые могут изменить нашу представление о компьютерных чипах и их возможностях.
2 минуты
18 июля 2023