Создано имитирующее биологическую память устройство
© Robert Coelius/University of Michigan
Ученые из МФТИ создали электронный аналог биологической памяти на основе оксида гафния. Устройство способно запоминать нужную информацию, забывать ненужную и работает стабильнее предыдущих аналогов. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Созданный исследователями мемристор на базе оксида гафния — устройство, напоминающее своей работой биологический синапс. Мемристор способен не только запоминать информацию, но и автоматически забывать ставшие ненужными данные. Новое устройство оказалось значительно стабильнее предшественников. «Мы использовали более надежный механизм, который продемонстрировал впечатляющий запас прочности: после проверки на 100 млрд циклов переключения система почти не изменила свои свойства и коллеги отчаялись исчерпать ресурс ячейки памяти», — рассказала ведущий автор исследования, сотрудница лаборатории нейровычислительных систем МФТИ Анастасия Чуприк.
Для создания мемристора разработчики использовали сегнетоэлектрик — материал, способный менять и сохранять свою электрическую поляризацию под действием внешнего электрического поля. Ученые реализовали устройство в виде сегнетоэлектрического туннельного перехода — двух электродов, между которыми проложена тонкая пленка сегнетоэлектрика, оксида гафния. Внешние электрические импульсы меняют поляризацию сегнетоэлектрика и таким образом контролируют сопротивление, с помощью которого и происходит кодирование информации.
«Самое сложное — это подобрать подходящую толщину сегнетоэлектрического слоя, — отмечает Чуприк. — Оказалось, что для оксида гафния она составляет 4 нм. Если сделать пленку всего на нанометр тоньше, то она потеряет сегнетоэлектрические свойства, а если толще — электроны не смогут туннелировать через нее, а именно туннельный ток поддается регулировке через поляризацию».
Механизм забывания ненужной информации удалось реализовать за счет «несовершенства» материала. Дефекты на границе между кремнием и оксидом гафния сделали возможным со временем затухание проводимости мемристора, воспроизводящее естественную память.
По словам авторов исследования, они продолжат изучать фундаментальные свойства оксида гафния, чтобы повысить надежность хранения информации в ячейках энергонезависимой памяти. Кроме того, планируется перенос устройств на гибкую подложку для использования в гибкой электронике.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.