Чип 50-50: устройство памяти будущего?

Согласно исследования, опубликованного в журнале Applied Physics Letters, новый, экологически чистый электронный сплав, состоящий из 50 атомов алюминия, связанных с 50 атомами сурьмы, может выступать потенциальным материалом для построения устройств памяти следующего поколения на основе "фазового перехода", который может быть технологией будущего в области хранения данных.

Память на основе фазового перехода активно развивается как альтернатива по отношению к широко используемой флэш-памяти для приложений хранения данных, поскольку флэш-память имеет ограничения в плотности размещения информации. К тому же память на основе фазового перехода работает быстрее.

Память на основе фазового перехода основывается на материалах, которые изменяются от разрозненной, аморфной структуры до кристаллической структуры под воздействием электрического импульса. Материал имеет высокое электрическое сопротивление в аморфном состоянии и низкое сопротивление в кристаллическом состоянии – это соответствует состоянию 1 и 0 двоичных данных.

Флэш-память имеет проблемы, когда устройства имеют размер менее 20 нанометров. Однако устройства памяти на основе фазового перехода могут быть меньше 10 нанометров – позволяя внедрить больший объем памяти в миниатюрные объемы. "Это наиболее важная характеристика данного типа памяти", заявил Ксилин Жоу (Xilin Zhou), представитель Шанхайского института микросистем и информационных технологий при китайской Академии наук. Данные могут быть очень быстро записаны в память на основе фазового перехода. Кроме того устройства могут быть относительно дешевыми, добавил он.

До настоящего времени, наиболее популярный материал для памяти на основе фазового перехода содержит германий, сурьму и теллур. Однако с соединением данных трех элементов очень тяжело работать, заявил Жоу.

"Очень тяжело контролировать процесс производства тройного сплава для памяти на основе фазового перехода, такого как традиционно используемый материал германий-сурьма-теллур. Гравировка и полировка материала с помощью халькогенов может изменить состав материала, из-за движения атомов теллура", объяснил Жоу.

Жоу и его коллеги создали материал с помощью двух элементов: алюминия и сурьмы. Они изучали свойства материала при фазовом переходе и обнаружили, что данный материал имеет наибольшую термическую стабильность по сравнению с соединением Ge-Sb-Te. Исследователи открыли, что соединение Al50Sb50, в особенности, имеет три явных уровня сопротивления, что позволяет хранить три бита данных в одной ячейке памяти вместо двух. Это будет гарантировать, что материал может использоваться для многоуровневого хранения данных.

"Двухступенчатое падение сопротивления во время кристаллизации материала может использоваться для многоуровневого хранения данных (MLS) и, что наиболее важно, три явных уровня сопротивления достигаются с помощью ячейки памяти на основе фазового перехода ", заявил Жоу. "Поэтому материал на основе алюминия-сурьмы выглядит многообещающим для использования в приложениях энергонезависимой памяти высокой плотности из-за его высокой термической стабильности и объема MLS".

Источник новости