Сегодня 06 декабря 2024
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.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новый геймплейный трейлер подтвердил перенос Steel Seed — постапокалиптический стелс-экшен от авторов Close to the Sun выйдет лишь в 2025 году 6 ч.
OpenAI o1 открыли для пользователей — ИИ-модель вышла в полной версии и доступна по подписке 8 ч.
Следующей целью игроков в Hitman: World of Assassination станет мастер шпагатов Жан-Клод Ван Дамм 8 ч.
Microsoft упростила обновление сторонних приложений на ПК, но всё не так просто 8 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой Marvel Rivals, S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl и других новых игр 9 ч.
Институт развития интернета раскрыл число загрузок профинансированных проектов — больше половины пришлось на мобильные детские игры 9 ч.
Умные кольца Oura к зиме научились выявлять простуду на ранних стадиях — Samsung так не умеет 11 ч.
Магический стимпанк в феодальной Японии: вышел новый геймплейный трейлер пошаговой ролевой игры Shadow of the Road 11 ч.
Samsung выпустила бета-версию One UI 7.0 — новый интерфейс, ещё больше ИИ и масса свежих функций 11 ч.
«Не просто игра»: Sony объявила дату выхода My First Gran Turismo, бесплатной версии Gran Turismo 7 12 ч.
Google научила ИИ распознавать эмоции — у этого могут быть ужасные последствия 6 ч.
Новая статья: Обзор игрового QD-OLED 4K-монитора Gigabyte AORUS FO32U2P: настоящий премиум 7 ч.
Pure Storage, намеревающаюся изжить HDD из ЦОД, стала на шаг ближе к мечте — заключены соглашения с Amazon, Microsoft, Google и Meta 7 ч.
Дженсен Хуанг пообещал Таиланду помочь в развитии ИИ и ЦОД, но путь этот будет непростым 8 ч.
Gunnir показала низкопрофильные видеокарты Arc B580 и Arc A770 для компактных компьютеров и серверов 11 ч.
Учёные создали лучший на сегодня протонный аккумулятор — он дешёвый, безопасный, долговечный и не боится мороза 11 ч.
Мощнейший в мире ИИ-суперкомпьютер xAI Colossus расширят в десять раз — до 1 млн чипов Nvidia 13 ч.
Net One построит ЦОД мощностью 125 МВт на базе собственной электрогенерации 13 ч.
В России роботов-собак натравят на нарушителей техники безопасности на стройках и производстве 13 ч.
SpaceX готова массово подключать обычные смартфоны к Starlink — первая группировка спутников Direct to Cell развёрнута 13 ч.