Experimentell geometri och detaljer om ferroelektrisk omkopplingsprocess. (A) Schematisk över den experimentella geometrin för undersökning av prototypen FEDW -enhet. E-fält, elektriskt fält. (B) Topografisk bild av den faktiska e-beam-tillverkade enheten på ytan av BFO-tunnfilmen som förvärvats över det streckade kvadratramområdet, som visas i (A). (C) Schematisk visar två polarisationsvarianter separerade med 71 ° mellan de angränsande enhetens celler (lila, Bi -atom; röd, Fe atom). Kreditera: Vetenskapliga framsteg 23 juni 2017:Vol. 3, Nej. 6, e1700512, DOI:10.1126/sciadv.1700512
(Phys.org) - Ett team av forskare från institutioner i Australien, USA och Kina har utvecklat en funktionell prototyp av icke -flyktigt ferroelektriskt domänväggsminne. I sitt papper publicerat på open access -webbplatsen Vetenskapliga framsteg , gruppen beskriver sin prototyp, dess egenskaper och hur bra det fungerade.
En ferroelektrisk domänvägg är en topologisk struktur med defekter som separerar regioner med enhetlig polarisering - som forskarna noterar, upptäckten av konduktivitet i sådana strukturer har lett till ett nytt vetenskapsområde som kallas "domänvägg nanoelektronik". Vetenskapen täcker väsentligen väggen som ett sätt att lagra information - ett binärt tillstånd kan läsas eller skrivas i sådana minnesenheter genom att inducera eller ta bort en ledande vägg. De kan också läsas icke-destruktivt, precis som med konventionell minnesteknik. I denna nya insats, forskarna skapade en prototyp med hjälp av nanofabricerade elektroder som de utformade för användning specifikt med deras väggminne, som, de noterar, var skalbar till under 100 nm.
Ferroelektriska material liknar ferromagnetiska material genom att de har ett permanent dipolmoment. Den uppenbara skillnaden är att det förra ögonblicket är elektriskt medan det senare är magnetiskt, vilket innebär att ferroelektriska material kan orienteras genom exponering för ett elektriskt kontra ett magnetfält. Som ferromagnetik, de har domänväggar - men de är mycket mindre, möjliggör skapande av mycket mindre minnesmaterial, vanligtvis i intervallet 1 nm. Detta gör dem mindre med en faktor 10 än nuvarande kisel -CMOS -strukturer. Att skapa en minnesenhet involverade att bygga en struktur där det var möjligt att skapa och förstöra väggar med hjälp av elektriska pulser. De byggde sina minnesstrukturer med hjälp av nanolitografi för att skapa Pt/Ti -mönster på tunnfilm BiFeO 3 som kan användas som elektroder.
Forskarna rapporterar att väggmaterial som deras kan lagra data på flera nivåer på grund av deras unika motståndstillstånd, vilket gör det möjligt att ställa in. De noterar också att en enhet som använder sådant minne kräver mindre energi för att lagra information än konventionellt minne. Minne för deras prototyp kan läsas vid spänningar mindre än 3 V och teamet hävdar att det också har ett rimligt högt OFF-ON-förhållande på cirka 10 3 och att den är robust.
© 2017 Phys.org
