Сегодня 11 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → ферроэлектрики

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Sony показала 17 минут геймплея Ghost of Yotei и анонсировала лимитированные PS5 в стиле игры 3 ч.
Агентство по охране окружающей среды США посетовало на непрекращающиеся попытки бездумного внедрения ИИ 3 ч.
TikTok уже приступил к реструктуризации американского бизнеса, хотя перспективы сделки не ясны 4 ч.
ГК «Гарда»: лишь треть российских компаний использует решения для защиты данных 4 ч.
Новая статья: В малом весе: обзор российских мобильных операционных систем 12 ч.
YouTube объявил о закрытии раздела «В тренде», но уже готовит ему замену 13 ч.
Забастовка актёров озвучки игр наконец завершена — участники SAG-AFTRA одобрили новый договор 15 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 16 ч.
Google Gemini научился превращать фото в восьмисекундные видео со звуком, но небесплатно 16 ч.
ЕС открыл новое дело против TikTok за передачу данных европейцев в Китай — ранее соцсеть уже штрафовали за это на €530 млн 17 ч.
Производитель смартфонов Nokia сократит своё присутствие в США 11 мин.
Доля зарубежного трафика в российских сетях подскочила на 15–25 % за последний год 24 мин.
«Зачастили они»: болид озарил ночное небо над Челябинском 34 мин.
Минпромторг урезал субсидии радиоэлектронной отрасли почти вдвое в 2025 году и сократит их ещё больше в 2026-м 2 ч.
На свою третью годовщину телескоп «Джеймс Уэбб» во всей красе показал туманность «Кошачья лапа» 2 ч.
Проблемы Tesla и электромобильного рынка США в целом вынудили Panasonic притормозить строительство аккумуляторного завода в США 2 ч.
В облаке AWS появились инстансы EC2 P6e-GB200 UltraServer на базе ИИ-суперускорителей NVIDIA GB200 NVL72 3 ч.
В России стартовали продажи смартфона Honor X6c с мощной батареей и повышенной прочностью за 12 000 рублей 3 ч.
Электрический гиперкар Rimac Nevera R установил 24 новых мировых рекорда, разогнавшись до 431,45 км/ч 5 ч.
Huawei пытается продвигать свои ускорители вычислений на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии 5 ч.