Исследователи нашли знакомое поведение в новом материале для компьютерной памяти
Исследования показали, что память на основе антиферроэлектриков может обладать большей энергоэффективностью и скоростью чтения и записи большей, чем обычная память.
Антиферроэлектрики обладают рядом уникальных свойств — они очень надежны и диапазон рабочих условий для них крайне широк. Они не теряют своих свойств при высоких напряжениях и экстремальных температурах, что делает их полезными во множестве электронных устройств, от конденсаторов до электрооптических схем. Определяющей особенностью антиферроэлектрика является его отклик на внешнее электрическое поле. Более того, антиферроэлектрики уже применяют в производстве полупроводниковых чипов.
Воздействие внешнего электрического поля достаточной силы на сегнетоэлектрик приводит к поляризации материала — в этот момент материал проявляет собственное внутреннее электрическое поле. Поляризация сохраняется даже при снятии внешнего электрического поля — подобно тому, как намагничивается железный гвоздь. Однако реакция сегнетоэлектрика также зависит от его размеров. Для поляризации тонких материалов требуется более сильное электрическое поле.
Однако приложение внешнего электрического поля к антиферроэлектрику поначалу не вызывает поляризации материала. Лишь при усилении внешнего поля антиферроэлектрик переходит в ферроэлектрическую фазу, где поляризация резко увеличивается.
Оказалось, что для поляризации небольших циркониевых антиферроэлектриков также требуется более сильное критическое поле — однако, в отличие от сегнетоэлектриков, толщина образца не играет роли.
Производство тонких антиферроэлектриков даётся непросто — ученые не так давно научились делать тонкие циркониевые плёнки нанометровой толщины. Однако всё это точно не напрасно — миниатюризация схем сыграла ключевую роль в повышении производительности памяти за последние пятьдесят лет. Знание того, как свойства антиферроэлектрика изменяются при уменьшении размеров, позволит разрабатывать еще более эффективные компоненты памяти.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Electronic Materials.