Сегодня 11 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Инъекция протонов превратит ферроэлектрик в основу для кремниевого «мозга»

Группа учёных во главе со специалистами из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) открыла способ радикального улучшения ферроэлектрических материалов. Принудительный ввод протонов в ферроэлектрические плёнки кратно увеличил разнообразие фаз поляризации в материале. На этой основе можно создать высокоплотную компьютерную память и нейроморфные процессоры.

 Насыщение ферроэлектрика протонами в представлении художника. Источник изображений: KAUST; Fei Xue

Насыщение ферроэлектрика протонами в представлении художника. Источник изображений: KAUST; Fei Xue

Для своих экспериментов учёные взяли селенид индия, который, как и все ферроэлектрики, имеет естественную поляризацию и может менять её под воздействием магнитного поля. Эта особенность делает такие материалы привлекательными для разработки компьютерной памяти и коммутаторов (транзисторов). Но есть и ограничения — ячейки такой памяти довольно большие по объёму материала и площади, что делает такую память менее плотной.

Одно из ограничений для наращивания плотности записи ферроэлектрической памяти заключается в ограничении образования поляризационных фаз, а также со сложностью их регистрации (считывания). Учёные KAUST обошли это препятствие с помощью протонирования селенида индия или благодаря насыщению его протонами.

Для эксперимента плёнка из селенида индия была помещена на слой пористого кремния. Кремний, в свою очередь, покоился на изолирующем слое из оксида алюминия, а алюминий был нанесён на слой платины, которая играла роль одного из электродов. В этой схеме кремний работал как электролит, который доставлял протоны в плёнку селенида индия после подачи напряжения на электроды. В зависимости от полярности протоны либо мигрировали в плёнку ферроэлетктрика, либо выводились из неё.

Исследователи постепенно вводили и выводили протоны из ферроэлектрической пленки, изменяя приложенное напряжение. В результате было получено несколько ферроэлектрических фаз с различной степенью протонирования, что очень важно для реализации многоуровневых устройств памяти с большой ёмкостью. Повышение положительного напряжения усиливало протонирование, а повышение отрицательного напряжения значительно снижало его уровень.

 Экспериментальная установка

Экспериментальная установка

Также уровень насыщения протонами ферроэлектрика изменялся в зависимости от близости слоя плёнки к кремнию. Он достигал максимальных значений в нижнем слое, контактирующем с кремнием, и затем поэтапно снижался, достигая минимальных значений в верхнем слое. Сюрпризом стало то, что снятие напряжение вывело все протоны из материала и он вернулся в исходное состояние. Для энергонезависимых приборов это минус. Но в целом открытие обещает оказаться интересным — учёные смогли изменять электрические состояния материала при напряжении менее 0,4 В. Для малопотребляющей электроники — это крайне важно.

«Мы намерены разработать ферроэлектрические нейроморфные вычислительные чипы, которые будут потреблять меньше энергии и работать быстрее», — заявили учёные в статье, которую опубликовал журнал Science Advances.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
TikTok уже приступил к реструктуризации американского бизнеса, хотя перспективы сделки не ясны 7 мин.
ГК «Гарда»: лишь треть российских компаний использует решения для защиты данных 31 мин.
Новая статья: В малом весе: обзор российских мобильных операционных систем 9 ч.
YouTube объявил о закрытии раздела «В тренде», но уже готовит ему замену 10 ч.
Первый геймплей боевика «Земский собор» от создателей «Смуты» не впечатлил игроков 10 ч.
Спутниковый интернет Starlink теперь доступен в 1000 самолётов по всему миру — 100 Мбит/с в небе, бесплатно 10 ч.
Забастовка актёров озвучки игр наконец завершена — участники SAG-AFTRA одобрили новый договор 12 ч.
«Я был пьян, но утечки так и не случилось»: глава издательского отдела Larian рассказал, как чуть не «слил» дату выхода Baldur's Gate 3 13 ч.
Google Gemini научился превращать фото в восьмисекундные видео со звуком, но небесплатно 13 ч.
ЕС открыл новое дело против TikTok за передачу данных европейцев в Китай — ранее соцсеть уже штрафовали за это на €530 млн 14 ч.
Электрический гиперкар Rimac Nevera R установил 24 новых мировых рекорда, разогнавшись до 431,45 км/ч 2 ч.
Huawei пытается продвигать свои ускорители вычислений на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии 2 ч.
Аналитики усомнились в рентабельности бизнеса Starlink после опубликованного отчёта 3 ч.
Масштабные планы Apple на 2026: новые Mac, iPad, iPhone и неожиданно внешний монитор 3 ч.
Глава Nvidia встретился с Дональдом Трампом перед визитом в Китай, капитализация компании превысила $4 трлн 4 ч.
Meta готовит новые умные очки Ray-Ban без дисплея, но с улучшенной батареей 5 ч.
Razer представила игровую мышь DeathAdder V4 Pro за $170 с оптическим колёсиком и сенсором на 45 000 DPI 11 ч.
Philips выпустила 27-дюймовый игровой монитор Evnia 27M2N3800A с поддержкой 4K@160 Гц и FHD@320 Гц 11 ч.
Роботы-койоты на колёсах заменили робопсов в охране военных аэродромов США от диких зверей — они оказались шустрее 12 ч.
Infinix представила тонкие и недорогие смартфоны Hot 60 Pro+ и Hot 60 Pro с ярким дизайном и быстрыми экранами 13 ч.