Исследователи из Токийского университета (Япония) изготовили вертикальные полевые транзисторы, которые можно использовать для более эффективного хранения информации в трехмерном массиве. Об этом сообщает портал Asia Research News. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Современные потребительские флэш-накопители уже могут похвастаться значительными улучшениями в размере, емкости и доступности по сравнению с предыдущими форматами носителей для хранения данных. Однако эти технологии требуют относительно больших токов для чтения или записи данных. Кроме того, мобильным облачным устройствам и будущим узлам Интернета вещей потребуется энергосберегающая память небольшого размера.
Группа исследователей из Института промышленных наук Токийского университета разработала экспериментальную трехмерную многослойную ячейку памяти на основе сегнетоэлектрических и антисегнетоэлектрических полевых транзисторов (FET) с оксидно-полупроводниковым каналом с напылением атомного слоя. Эти полевые транзисторы могут хранить единицы и нули в энергонезависимом режиме, что означает, что они не требуют постоянного питания.
Вертикальная структура устройства увеличивает плотность информации и снижает энергопотребление при работе. Слои оксида гафния и оксида индия наносились в вертикальной траншейной структуре. Сегнетоэлектрические материалы имеют электрические диполи, которые наиболее стабильны, когда выровнены в одном направлении.
Сегнетоэлектрический оксид гафния спонтанно обеспечивает вертикальное выравнивание диполей. Информация хранится в виде степени поляризации в сегнетоэлектрическом слое, которая может быть считана системой благодаря изменению электрического сопротивления.
С другой стороны, антисегнетоэлектрики любят чередовать диполи вверх и вниз в стертом состоянии, что позволяет эффективно выполнять операции стирания в оксидно-полупроводниковом канале. Команда японских исследователей обнаружила, что в ячейках нового типа для стирания данных требуется лишь крошечный суммарный заряд, что приводит к более эффективным операциям записи.
Команда ученых экспериментировала с различной толщиной слоя оксида индия. Они обнаружили, что оптимизация этого параметра может привести к значительному увеличению производительности. Исследователи также использовали компьютерное моделирование из первых принципов, чтобы построить наиболее стабильные состояния поверхности.
«Мы показали, что наше устройство стабильно в течение как минимум 1000 циклов», – отметил один из авторов исследования Чжуо Ли. Другой автор, Масахару Кобаяши, подчеркнул, что новый подход способен значительно продвинуть технологии энергонезависимой памяти, а экспериментальные прототипы в сочетании с компьютерным моделированием могут помочь создать более экологичную бытовую электронику будущего.