Исследователи из Московского физико-технического института (МФТИ) впервые вырастили сверхтонкие (2,5 нанометра) сегнетоэлектрические плёнки на основе оксида гафния, которые могут стать основой для элементов энергонезависимой памяти нового типа. Речь идёт о запоминающих устройствах на так называемых сегнетоэлектрических туннельных переходах. Сегнетоэлектрик — вещество способное «запоминать» направление приложенного внешнего электрического поля путём остаточной поляризации зарядов. Информация размещенная на сайте - «hs-design.ru» На основе тонкоплёночных сегнетоэлектриков уже давно изготавливают устройства энергонезависимой памяти, однако возможность их миниатюризации крайне ограничена. Около десяти лет назад, после того, как были продемонстрированы сегнетоэлектрические свойства в сверхтонких монокристаллических плёнках перовскитов, была предложена альтернативная концепция устройств памяти, основанная на использовании туннельного эффекта. Сегнетоэлектрики являются изоляторами и не проводят электрический ток. Однако при очень малых толщинах сегнетоэлектрического слоя электроны с некоторой вероятностью всё же могут «проскочить» сквозь него благодаря туннельному эффекту, имеющему квантовую природу. Вероятность туннелирования зависит от размера и формы потенциального барьера (энергетической характеристики структуры), а «проскочившие» электроны образуют туннельный ток. Движение электронов в этом случае напоминает бег с препятствиями, а величина этого препятствия определяется направлением вектора поляризации, который меняет форму потенциального барьера (см. рисунок выше). Таким образом, запись информации производится подачей напряжения на электроды, примыкающие к сверхтонкому сегнетоэлектрику, а считывание — измерением туннельного тока. Теоретически такая память может обладать очень высокими показателями плотности, скоростей записи и считывания, а также низким энергопотреблением. Но есть проблема. До сих пор все изготовленные прототипы устройств на основе традиционных сегнетоэлектриков были несовместимы с кремниевой технологией. Теперь же российские учёные совместно с американскими и швейцарскими коллегами впервые экспериментально продемонстрировали, что сплавные поликристаллические плёнки оксидов гафния и циркония толщиной всего 2,5 нм сохраняют сегнетоэлектрические свойства. Информация размещенная на сайте - «hs-design.ru» «Оксид гафния уже используется при производстве современных кремниевых логических микросхем, а несколько лет назад в одной из его модификаций были обнаружены сегнетоэлектрические свойства. Заслуга учёных из МФТИ состоит в том, что им удалось вырастить сверхтонкую, туннельно-прозрачную плёнку этого вещества на кремниевой подложке, сохранив при этом его сегнетоэлектрические свойства», — говорится в сообщении. Таким образом, в перспективе на кремнии могут быть созданы новые устройства энергонезависимой памяти с использованием сегнетоэлектрических поликристаллических слоёв оксида гафния.