МФТИ Сегнетоэлектрические конденсаторы

Продукт
Разработчики: Московский физико-технический институт (МФТИ)
Дата премьеры системы: 2019/11/27
Отрасли: Электротехника и микроэлектроника
Технологии: СХД

2019: Прорыв в создании энергонезависимых ячеек памяти

27 ноября 2019 года Московский физико-технический институт (МФТИ) сообщил TAdviser о том, что группа исследователей из лаборатории функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ и коллеги, работающие в Германии и США, совершили прорыв на пути к созданию неизвестных типов энергонезависимых ячеек памяти. Ученым удалось создать методику измерения распределения электрического потенциала внутри так называемого сегнетоэлектрического конденсатора — основы элементов памяти будущего, которые будут работать на порядок быстрее существующих на ноябрь 2019 года флешек или твердотельных дисков и выдерживать в миллион раз больше циклов перезаписи.

Команда ученых, проводивших эксперимент, возле установки высокоэнергетической рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на синхротроне PETRA III, Гамбург. Слева направо: Андрей Глосковский, Юрий Матвеев, Дмитрий Негров, Виталий Михеев и Андрей Зенкевич. Предоставлено Андреем Зенкевичем

В электронной промышленности всего мира идет гонка за «новой флешкой» — энергонезависимой памятью, основанной на современных принципах и обеспечивающей кратное превосходство в скорости доступа и количестве возможных циклов перезаписи над существующей флешкой и твердотельным диском (SSD). Наиболее перспективной основой «новой флешки» считается оксид гафния (HfO2), давно известный в электронной промышленности. Этот аморфный диэлектрик при определенных условиях (легировании, температурной обработке и др.) может образовывать стабильные кристаллы, обладающие сегнетоэлектрическими свойствами — способностью «помнить» о приложенном электрическом поле.

Разработанная ячейка памяти представляет собой тончайший — менее 10 нанометров — слой оксида гафния, к которому с двух сторон примыкают электроды. Конструкция похожа на обычный электрический конденсатор. Но для того, чтобы сегнетоэлектрические конденсаторы можно было использовать в качестве ячеек памяти, необходимо добиться максимально возможной поляризации, а для — этого детально изучить физические процессы, которые происходят внутри нанослоя в момент явления. Одна из важнейших частей этого знания — представление о том, как распределяется электрический потенциал внутри слоя при подаче напряжения на электроды. За десять лет, прошедших с момента открытия сегнетоэлектрической фазы HfO2, никому из исследователей не удавалось изучить это распределение потенциала непосредственно: использовали только различные математические модели. А авторам опубликованной работы — удалось.

Для этого они применили метод так называемой высокоэнергетической рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Специальная методика, разработанная сотрудниками МФТИ, требовала применения рентгеновского излучения, которое можно получить только на специальных ускорителях-синхротронах. Такой находится в Гамбурге (ФРГ). Там и были проведены измерения на прототипах будущих ячеек «новой памяти» — сегнетоэлектрических конденсаторах на основе оксида гафния, изготовленных в МФТИ.

«
Созданные в нашей лаборатории сегнетоэлектрические конденсаторы, если их применить для промышленного изготовления ячеек энергонезависимой памяти, способны обеспечить 1010 циклов перезаписи — в сто тысяч раз больше, чем допускают современные компьютерные флешки,
утверждает Андрей Зенкевич, один из авторов работы, заведующий лабораторией функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ
»

Еще одно важное преимущество устройств памяти на сегнетоэлектриках — их полная, в отличие от полупроводниковых накопителей, нечувствительность к радиационному воздействию. «Новая флешка» сможет работать даже в космосе: ей не страшно космическое излучение.

Работа была поддержана Российским научным фондом.



СМ. ТАКЖЕ (1)


Подрядчики-лидеры по количеству проектов

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Рэйдикс (Raidix) (35)
  ITglobal.com (ИТглобалком Рус) (35)
  R-Style Softlab (Эр-Стайл Софтлаб) (27)
  BeringPro (БерингПойнт) ранее BearingPoint Russia (26)
  Сапран (Saprun) (22)
  Другие (542)

  Сапиенс солюшнс (Sapiens solutions) (7)
  ITglobal.com (ИТглобалком Рус) (6)
  Aerodisk (Аеро Диск) (4)
  Lenovo Россия (3)
  Крикунов и Партнеры Бизнес Системы (КПБС, KPBS, Krikunov & Partners Business Systems) (3)
  Другие (30)

  Кортис (1)
  Крикунов и Партнеры Бизнес Системы (КПБС, KPBS, Krikunov & Partners Business Systems) (1)
  Ростелеком (1)
  Философия.ИТ (1)
  ActiveCloud by Softline (АктивХост РУ) (1)
  Другие (8)

  Киберпротект (ранее Акронис-Инфозащита, Acronis-Infoprotect) (3)
  Линс (Lins) (1)
  РТК Цифровые Технологии, РТК ЦТ (ранее РТК Информационные Технологии, РТК ИТ) (1)
  Шаркс Датацентр (Sharx DC) (1)
  Arenadata (Аренадата Софтвер) (1)
  Другие (6)

  КНС Групп (Yadro) (2)
  Platformcraft (Платформкрафт) (2)
  X-Com (Икс ком) (1)
  Гринатом (Greenatom) (1)
  СевенПро, 7Pro (ранее - Регионком) (1)
  Другие (7)

Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  SAP SE (1, 103)
  NetApp (25, 66)
  Рэйдикс (Raidix) (19, 52)
  IBM (30, 43)
  Dell EMC (68, 32)
  Другие (703, 344)

  SAP SE (1, 8)
  NetApp (5, 7)
  Aerodisk (Аеро Диск) (5, 6)
  Lenovo Data Center Group (1, 6)
  Lenovo (1, 6)
  Другие (18, 19)

  Aerodisk (Аеро Диск) (3, 2)
  Hewlett Packard Enterprise (HPE) (1, 1)
  Lenovo Data Center Group (1, 1)
  NetApp (1, 1)
  TData (ТДата) (1, 1)
  Другие (7, 7)

  Киберпротект (ранее Акронис-Инфозащита, Acronis-Infoprotect) (1, 3)
  Cloud4Y (ООО Флекс) (1, 1)
  Lenovo Data Center Group (1, 1)
  Шаркс Датацентр (Sharx DC) (1, 1)
  Arenadata (Аренадата Софтвер) (1, 1)
  Другие (3, 3)

  Platformcraft (Платформкрафт) (2, 2)
  КНС Групп (Yadro) (1, 2)
  Рэйдикс (Raidix) (1, 2)
  NetApp (1, 1)
  SAP SE (1, 1)
  Другие (4, 4)

Распределение систем по количеству проектов, не включая партнерские решения

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  SAP NetWeaver Business Warehouse (SAP BW/4HANA) - 103
  Raidix СХД - 47
  NetApp FASx - 45
  RS-DataHouse - 24
  Lenovo ThinkSystem - 17
  Другие 354

  SAP NetWeaver Business Warehouse (SAP BW/4HANA) - 8
  Lenovo ThinkSystem - 6
  IBM FlashSystem - 3
  NetApp FASx - 3
  Аэродиск Восток СХД - 3
  Другие 23

  NetApp FASx - 1
  SAP NetWeaver Business Warehouse (SAP BW/4HANA) - 1
  Lenovo ThinkSystem - 1
  EMC VNX - 1
  Aerodisk Engine N2 - 1
  Другие 7

  Кибер Инфраструктура (ранее Acronis Инфраструктура) - 3
  SharxBase - 1
  EDP - Arenadata Enterprise Data Platform - 1
  Вымпелком: Облако Билайн - 1
  Cloud4Y СХД - 1
  Другие 2

  TATLIN семейство систем хранения данных - 2
  Raidix СХД - 2
  SAP NetWeaver Business Warehouse (SAP BW/4HANA) - 1
  NetApp FASx - 1
  Aerodisk vAIR - 1
  Другие 5