Суббота 19 октября 2019 года
Мы
в соцсетях

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Технологии» В МФТИ разработали наноплёнки для памяти нового типа


В МФТИ разработали наноплёнки для памяти нового типа

Среда, 24 Мая 2017 14:03

Учёные из Центра коллективного пользования МФТИ научились управлять концентрацией кислорода в плёнках оксида тантала, получаемых методом атомно-слоевого осаждения. Такие покрытия могут стать основой для создания перспективного типа энергонезависимой памяти. Статья опубликована в журнале ACS Applied Materials and Interfaces (IF=7.14).

 

Хотите память с быстротой как оперативная, но энергонезависимую и ёмкую как флеш-память?

 

В современном мире способы хранения и обработки информации играют ключевую роль, поэтому большое количество научных групп и корпораций работает над разработкой новых типов компьютерной памяти. На сегодня актуальной задачей является создание «универсальной памяти», способной объединить быстроту оперативной памяти и энергонезависимость флешки.

 

Одним из кандидатов является память на основе резистивного переключения — ReRAM, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today. Её принцип работы заключается в изменении сопротивления ячейки памяти под действием приложенного напряжения.Таким образом, высокое и низкое сопротивления ячейки может быть использовано для хранения информации как, например, «0» и «1».

 

Функциональной основой ReRAM-ячейки является структура металл-диэлектрик-металл. В качестве диэлектрического слоя хорошо зарекомендовали себя оксиды переходных металлов(HfO2, Ta2O5). В этом случае приложенное напряжение к ячейке приводит к миграции кислорода, что вызывает изменение сопротивления всей структуры. Таким образом, управление концентрацией кислорода в оксиде является важнейшим параметром, который определяет функциональные свойства ячеек памяти.

 

 

Однако, несмотря на заметные успехи в разработке ReRAM, позиции флэш-памяти довольно стабильны. Это происходит благодаря тому, что для производства флэш-памяти можно использовать трёхмерные массивы ячеек. Это позволяет значительно увеличить плотность ячеек на чипе, в то время как методы создания пленок с дефицитом кислорода, используемые для ReRAM, не подходят для нанесения функциональных слоев на трёхмерные структуры.  

 

Хитрости атомно-слоевого осаждения

 

Чтобы обойти эти трудности, учёные из МФТИ применили метод атомно-слоевого осаждения (АСО или Atomic Layer Deposition — ALD — нанесение тонких пленок, обусловленное протеканием химических реакций на поверхности образца). В последние десятилетия он получил широкое распространение: оптические покрытия, биомедицинские активные поверхности, функциональные слои для наноэлектроники. Есть два ключевых преимущества атомно-слоевого осаждения: во-первых, уникальный контроль над толщиной получаемых плёнок — покрытие в несколько нанометров может быть нанесено с ошибкой в доли нанометра. Во-вторых, метод позволяет однородно покрывать трёхмерные структуры, что затруднительно для большинства современных подходов создания нанопокрытий.

 

В процессе атомно-слоевого осаждения обычно используются два химических реагента: прекурсор и реактант, которые поочередно наносятся на подложку. Химическая реакция между ними ведёт к образованию желаемого покрытия. Стоит отметить, что, помимо необходимого химического элемента, прекурсоры содержат дополнительные соединения — лиганды (например, на основе углерода, хлора и т.д.). Они способствуют протеканию химических реакций и в идеальном процессе АСО должны быть полностью удалены из наносимого покрытия после взаимодействия со вторым реагентом — реактантом. Поэтому подбор реагирующих веществ является ключевым для атомно-слоевого осаждения. Однако создание оксидов с различной концентрацией кислорода, столь необходимых для ReRAM, является непростой задачей для атомно-слоевого осаждения.

 

Андрей Маркеев, к.ф-м.н., ведущий научный сотрудник МФТИ: «Самым трудным в задаче получения оксидов с дефицитом кислорода было найти нестандартные реактанты, позволяющие не только полностью “убрать” лиганды металлического прекурсора, но и контролировать содержание кислорода в получаемой плёнке. Эта задача была успешно решена за счёт использования танталового прекурсора, уже содержащего кислород, а в качестве реактанта — активного водорода, генерируемого в удалённом плазменном разряде».

 

 

Рисунок3.png

Рисунок. Этапы химических реакций при нанесении плёнки оксида тантала с дефицитом кислорода и результаты их анализа методом рентгено-фотоэлектронной спектроскопии

 

 326. Технологический модуль молекулярно-слоевого осаждения тонких плёнок Sunale R-100 - 3.jpg

 

На фото: Экспериментальный кластер для роста и исследования тонких покрытий без контакта с атмосферой (Центр коллективного пользования МФТИ)  

 

Ещё одна трудность крылась в подтверждении полученного результата. Дело в том, что если экспериментальный образец вынести из условий вакуума, в котором происходит АСО, то верхний слой диэлектрика под действием атмосферы модифицируется настолько, что обнаружить дефицит кислорода такими «поверхностными» методами анализа, как электронная спектроскопия, уже не удаётся.

 

Константин Егоров, аспирант МФТИ: «В нашей работе важно было не только создать плёнки с разным количеством кислорода, но и подтвердить это экспериментально. Для этого наша команда использовала уникальный экспериментальный кластер, который позволяет проводить рост и исследование осаждённых слоёв, не нарушая вакуума».

 

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда №14-19-01645  и программой повышения конкурентоспособности МФТИ «5–100». В работе использовано технологическое и аналитическое оборудование Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием в области нанотехнологий МФТИ.

Яндекс.Дзен

Интернет и СМИ
Главное за сутки
До 15  увеличилось число жертв прорыва дамбы в Красноярском крае До 15 увеличилось число жертв прорыва дамбы в Красноярском крае Сегодня, 19 октября, в 6 часов утра по местному времени (2 часа мск) в районе поселка Щетинкино Курагинского района Красноярского края на реке Сейба произошел прорыв дамбы технологического водоема. В…
7 человек погибли при пожаре в жилом доме в Ярославской области 7 человек погибли при пожаре в жилом доме в Ярославской области ЧП произошло сегодня, 19 октября, рано утром. В Ростове Ярославской области загорелся двухэтажный жилой дом номер 13 на улице Ленинской. Сигнал о пожаре поступил в МЧС в 4:43. Потушить его…
Турция приостановит военную операцию на севере Сирии на 120 часов Турция приостановит военную операцию на севере Сирии на 120 часов Глава Турции Реджеп Тайип Эрдоган согласился приостановить военную операцию, которую турецкие войска проводят на севере Сирийской Арабской Республики. Турция остановит антитеррористическую операцию в Сирию на 120 часов по просьбе Соединенных…
Новости партнеров
Читайте также
Кнопочные телефоны людям нужны больше, чем 5G-смартфоны Кнопочные телефоны людям нужны больше, чем 5G-смартфоны Такие данные опубликовал Научно-исследовательский институт информации и связи Китая. Анализировались суммарные продажи всех телефонов за август этого года. Всего в Китае за этот период было продано более 30 миллионов устройств…
«Идеальный» молодежный смартфон Honor уже можно предзаказать «Идеальный» молодежный смартфон Honor уже можно предзаказать Смартфон Honor 20 Youth Edition (он же — Honor 20 Lite), как уверены в руководстве бренда "Хонор", является идеальным выбором для молодых людей, которые любят фотографировать и демонстрировать свою уникальность.…
На российском рынке появился новый бренд бюджетных кнопочных телефонов На российском рынке появился новый бренд бюджетных кнопочных телефонов Отечественный рынок мобильных телефонов пополнился новым брендом — F+. Россиянам доступна, в частности, кнопочная "раскладушка" от F+, которую можно приобрести всего за 1800 рублей. Речь идет о модели под названием…
Тема дня
Заявление Путина — явный сигнал о планах поглотить Украину Заявление Путина — явный сигнал о планах поглотить Украину

Кремль совершенно сознательно навязывает Зеленскому неприемлимые условия, потому что точно понимает,...

Фото
Невероятные животные Австралии Невероятные животные Австралии

Австралия — изолированный материк с середины мелового периода, а это примерно 40 миллионов лет назад...

Опрос

Как вы считаете, что ожидает РФ в ближайшие годы?

Все станет гораздо лучше - 24.2%
Будем жить немного лучше - 19.8%
Ничего не изменится - 18.3%
Ситуация в стране ухудшится - 27.1%
Я из другой страны - 0.9%

Всего голосов:: 7365

 

Анекдот дня

Грузовой «Прогресс» тайно завез водку на космическую станцию, и начался пир на весь «Мир».

Еще »

 

Infox
СМИ2
24СМИ
Гламурная рядовая израильской армии пленяет своими снимками
Стало известно откуда на полях появляются таинственные круги
3 знака зодиака, которым Ванга предрекала удачу
В Ирландии найдены древние загадочные постройки
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-68260 от 27.12.2016, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.