Новый безвредный для окружающей среды сплав, состоящий из 50 атомов алюминия, связанных с 50 атомами сурьмы, может стать материалом для создания памяти на основе фазовых переходов (phase-change memory, PCM) следующего поколения. PCM-память имеет более высокие показатели плотности хранения информации и может обеспечить более высокую скорость работы, благодаря чему она сможет конкурировать с современной флэш-памятью и стать будущей базой для технологий длительного хранения информации.

Основой PCM-памяти являются материалы, способные под влиянием воздействия электрического импульса изменять свою структуру от беспорядочной аморфной структуры до кристаллической упорядоченной структуры, и наоборот. При этом, в аморфном состоянии материал обладает высоким электрическим сопротивлением и низким сопротивлением в его кристаллическом состоянии, что соответствует уровням логических 0 и 1 хранимых данных.

С ячейками флэш-памяти начинаются проблемы, когда их пытаются сделать размерами, меньше 20 нанометров, но ячейка памяти на основе фазовых переходов может быть сделана размером менее 10 нанометров, что позволит упаковать большее количество ячеек в ограниченный объем кристалла. "Это является самой главной особенностью этого типа памяти" - рассказывает Ксилин Жоу (Xilin Zhou), ученый из Шанхайского института микросистем и информационных технологий (Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology) китайской Академии наук, - "Помимо этого данные записываются в ячейки PCM-памяти очень быстро, а технология ее производства весьма недорога".

В настоящее время основным материалом для ячеек PCM-памяти является сплав германия, сурьмы и теллура. Но такие трехкомпонентные сплавы достаточно сложно получать, выдерживая все технологические нормы, и подвергать механической обработке. "Гравировка, резка лазерным лучом таких тройных сплавов и их химическая обработка могут привести к локальным изменениям состава материала, к потере ими своих электрических и физических свойств" - поясняет Ксилин Жоу.

Поэтому китайские исследователи обратили свой интерес к сплавам, состоящим из двух компонентов, из алюминия и сурьмы. Достаточно долгое время исследователи подбирали процентное соотношение компонентов для того, чтобы получить свойства материала, превосходящие интересующие свойства сплава Ge-Sb-Te. Усилия ученых окупились сторицей, они обнаружили, что сплав Al50Sb50 может иметь три фиксированных значения электрического сопротивления, что позволяет хранить в одной ячейке памяти не две единицы, а три единицы значений данных, что может использоваться для реализации технологии многоуровневого хранения данных (multilevel data storage, MLS).

В настоящее время исследователи проводят серию экспериментов, в ходе которых будут определены показатели надежности при длительном хранении информации, "выносливость" ячеек при многократном стирании и записи информации, при воздействии на них различных неблагоприятных факторов. И только получив в свое распоряжение эти экспериментальные данные, можно будет начинать думать о начале практического внедрения PCM-памяти на основе нового двухкомпонентного сплава.



Ключевые слова:
PCM, Память, Фазовый, Переход, Материал, Структура, Сплав, Германий, Сурьма, Теллур, Алюминий, Атом, Сопротивление

Первоисточник

Другие новости по теме:

Скорость работы памяти на фазовых переходах достигла рекордного значения.

Наночастицы могут стать основой для создания флэш-памяти нового типа.

Компания IBM демонстрирует новую PCM-память, способную хранить в одной ячейке несколько бит данных.

Японские исследователи создали опытные образцы энергоэффективной топологической памяти TRAM

Самсунг начал массовое производство памяти на основе эффекта фазовых переходов.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.