Geometria sperimentale e dettagli del processo di commutazione ferroelettrica. (A) Schema della geometria sperimentale per lo studio del prototipo del dispositivo FEDW. campo elettronico, campo elettrico. (B) Immagine topografica dell'effettivo dispositivo fabbricato con fascio elettronico sulla superficie del film sottile BFO acquisito sull'area tratteggiata della cornice quadrata, come mostrato in (A). (C) Schema che mostra due varianti di polarizzazione separate da 71° tra le celle unitarie vicine (viola, Bi-atomo; rosso, atomo di Fe). Credito: Progressi scientifici 23 giugno 2017:vol. 3, no. 6, e1700512, DOI:10.1126/sciadv.1700512
(Phys.org)—Un team di ricercatori di istituzioni australiane, gli Stati Uniti e la Cina hanno sviluppato un prototipo funzionale di memoria a parete di dominio ferroelettrico non volatile. Nel loro articolo pubblicato sul sito ad accesso aperto Progressi scientifici , il gruppo descrive il loro prototipo, le sue proprietà e quanto bene ha funzionato.
Una parete di dominio ferroelettrico è una struttura topologica con difetti che separano regioni di polarizzazione uniforme, come notano i ricercatori, la scoperta della conduttività in tali strutture ha portato a un nuovo campo della scienza chiamato "nanoelettronica a parete di dominio". La scienza essenzialmente copre il muro come mezzo per memorizzare informazioni:uno stato binario può essere letto o scritto in tali dispositivi di memoria inducendo o rimuovendo un muro conduttivo. Possono anche essere letti in modo non distruttivo, proprio come con la tecnologia di memoria convenzionale. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un prototipo utilizzando elettrodi nanofabbricati che hanno progettato per l'uso specifico con la loro memoria a parete, quale, notano, era scalabile al di sotto dei 100 nm.
I materiali ferroelettrici sono simili ai materiali ferromagnetici in quanto hanno un momento di dipolo permanente. L'ovvia differenza è che il primo momento è elettrico mentre il secondo è magnetico, il che significa che i materiali ferroelettrici possono essere orientati dall'esposizione a un campo elettrico rispetto a un campo magnetico. Come i ferromagnetici, hanno muri di dominio, ma sono molto più piccoli, consentendo la creazione di materiali di memoria molto più piccoli, tipicamente nell'intervallo di 1 nm. Questo li rende più piccoli di un fattore 10 rispetto alle attuali strutture CMOS in silicio. La creazione di un dispositivo di memoria implicava la costruzione di una struttura in cui fosse possibile creare e distruggere muri utilizzando impulsi elettrici. Hanno costruito le loro strutture di memoria utilizzando la nanolitografia per creare modelli Pt/Ti su film sottile BiFeO 3 che potrebbero essere usati come elettrodi.
I ricercatori riferiscono che i materiali per pareti come il loro sono in grado di memorizzare dati su più livelli a causa dei loro stati di resistenza unici, che consente la messa a punto. Notano anche che un dispositivo che utilizza tale memoria richiede meno energia per memorizzare le informazioni rispetto alla memoria convenzionale. La memoria per il loro prototipo potrebbe essere letta a tensioni inferiori a 3 V e il team afferma che ha anche un rapporto OFF-ON ragionevolmente alto di circa 10 3 e che è robusto.
© 2017 Phys.org
