Узнайте больше об открытии.
Специалисты лаборатории перспективных концепций хранения памяти МФТИ создали метод, который позволяет прямо измерять воздействие механического давления на характеристики материалов для чипов нового поколения. По словам ученых, это поможет решить одну из основных задач в разработке энергонезависимой памяти на базе сегнетоэлектриков. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters, при поддержке Министерства науки и высшего образования России, которое финансировало проект.
Исследование сосредоточено на оксиде гафния (HfO₂), который считается одним из наиболее многообещающих материалов для памяти нового поколения. Он совместим с современными КМОП-технологиями и способствует созданию более быстродействующих, энергоэффективных и долговечных чипов.
Принцип работы такой памяти основан на сегнетоэлектричестве — способности материала сохранять одно из двух стабильных состояний даже после отключения питания. Однако сегнетоэлектрическая фаза оксида гафния нестабильна, поэтому ученым приходится применять специальные методы для ее стабилизации, включая легирование и термический отжиг.
После термического отжига в пленке возникают значительные внутренние напряжения, однако до настоящего времени их влияние на характеристики материала удавалось оценивать лишь косвенными методами.
Для решения этой задачи специалисты МФТИ изготовили образцы памяти на гибкой полимерной подложке и разработали установку, позволяющую одновременно растягивать материал и измерять изменения его свойств. Такая конструкция исключает побочные эффекты, присущие традиционным методам.
Прямые эксперименты показали, что механическое напряжение уменьшает сегнетоэлектрические свойства оксида гафния и одновременно усиливает его диэлектрические характеристики за счет изменения кристаллической структуры и электронной конфигурации материала.
По словам заведующей лабораторией перспективных концепций хранения данных МФТИ Анастасии Чуприк, результаты подтвердили, что внутреннее давление, возникающее при отжиге, играет важную роль в формировании свойств HfO₂. Авторы исследования считают, что новая методика будет способствовать разработке более надежной и эффективной энергонезависимой памяти.
Фото: hi-tech.mail.ru