Jason Socrates Bardi, Американский институт физики
Wireless Design & Development
Новый материал, состоящий из алюминия и сурьмы, может быть использован в запоминающих устройствах следующего поколения
Новый экологически чистый сплав, в котором 50 атомов алюминия связаны с 50 атомами сурьмы, может стать строительным материалом для создания устройств памяти следующего поколения на основе фазового перехода.
Память на основе фазового перехода рассматривается в качестве альтернативы флэш-памяти в устройствах хранения информации, поскольку флэш-память ограничена плотностью хранения, и новая память может работать гораздо быстрее.
 |
| Фотография массивов элементов памяти на фазовом переходе. |
Память на фазовом переходе основана на материалах, неупорядоченная, аморфная структура которых под воздействием электрического импульса превращается в кристаллическую. Материал обладает высоким электрическим сопротивлением в аморфном состоянии и низким сопротивлением в кристаллической форме, что соответствует логическим состояниям «1» и «0».
Разработчики флэш-памяти имеют возможность снижать размеры ее ячейки примерно до 20 нм, после чего у них начинают возникать серьезные проблемы, а ячейка памяти на основе фазового перехода может быть меньше 10 нм, что позволяет записать больше информации на меньшей площади. По словам ученого Шанхайского института микросистем и информационных технологий Китайской академии наук Силин Чжоу (Xilin Zhou), это самая важная особенность нового типа памяти. Кроме того, в устройства памяти на основе фазового перехода данные могут быть записаны очень быстро, и, как утверждает Чжоу, такие устройства могут быть относительно недорогими.
Чжоу отметил, что самый популярный материал, используемый сегодня для создания памяти на фазовом переходе, содержит германий, сурьму и теллур, но с составом из трех элементов труднее работать.
«Сложно контролировать процесс получения тройных сплавов, например, традиционно применяемого материала из германия, сурьмы и теллура(GeSbTe). Травление и полировка материалов содержащих халькогениды могут изменить состав материала в связи с движением атомов теллура», – объяснил Чжоу.
Чжоу и его коллеги обратили внимание на материал, состоящий всего из двух элементов: алюминия и сурьмы. Они изучали его свойства, связанные с изменением фазового состояния и выяснили, что он более термостабилен, чем трехэлементный состав. Ученые выяснили, что сплав Al50Sb50 имеет три уровня сопротивления, и, следовательно, может хранить три, а не два, бита данных в одной ячейке памяти. Это говорит о том, что новый материал может быть использован для создания многоуровневой памяти.
Чжоу заметил, что двухступенчатое падение сопротивления в процессе кристаллизации материала может быть использовано для многоуровневого хранения данных, так как в ячейках памяти на фазовом переходе возможны три различных уровня сопротивления. Поэтому материал из алюминия и сурьмы, благодаря своей температурной стабильности и емкости, обещает быть перспективным для использования в приборах энергонезависимой памяти высокой плотности.
Теперь ученые заняты изучением износостойкости многоуровневых ячейки памяти на фазовом переходе при обратимых электрических переключениях.
