Размер ячеек энергонезависимой памяти уменьшили до 25 нм
Наверное, каждому известен главный недостаток оперативной памяти: при отключении такие запоминающие устройства безвозвратно теряют все, что в них было записано. Но это не единственный минус RAM. Хранение данных в ней весьма энергозатратно, что особенно ощутимо при эксплуатации гаджетов — по быстро садящейся батарее и нагреву.
Решением может быть энергонезависимая память. Сейчас в такой роли выступает флеш-память (NAND), но она медленная, подвержена износу и энергоэффективной ее не назовешь — для записи нужно подать 15–20 вольт, для стирания тоже, причем удаление возможно только крупными блоками.
Альтернатива — сегнетоэлектрическая память — была предложена еще в 1971 году, но пока она так и не вышла за пределы лабораторий. Препятствием оставались сложности с микроминиатюризацией: чем меньше сегнетоэлектрический туннельный переход, в котором собственно и хранится бит в виде поляризации — тем слабее разница между нулем и единицей за счет утечек.
Японских исследователей это не остановило. В прошлом году они довели размер одной ячейки сегнетоэлектрической памяти на сверхтонких пленках оксида гафния HfO₂ до 30 нм, а теперь — до 25 нм. Результаты экспериментов приведены на страницах Nanoscale — и они поразительны: с уменьшением размеров четкость работы резко выросла — за счет квантовых эффектов.
Сама по себе пленка представляет собой поликристалл толщиной 10–15 атомов, поверх которого проведены микропроводники из титана и платины. Ячейки образуются в местах их пересечения. При изготовлении ученые нагревали металлические электроды так, чтобы каждый элемент состоял из одного зерна поликристалла.
Это сократило границы, которые потенциально служат точками утечек, и ток нуля упал сразу в 36 раз, а ток единицы почти не изменился.
Используемый материал совместим с существующими полупроводниковыми технологиями, поэтому не за горами будущее, в котором эта маленькая, но мощная память появится в устройствах, которыми мы пользуемся каждый день.
