نجح فريق من الباحثين الصينيين في زيادة متانة مادة ذاكرة ناشئة إلى 10 مليارات دورة كتابة؛ إنجاز يزيل أحد أكبر العوائق أمام تجاريّة هذه التكنولوجيا.
ووفقاً لتقرير إيتنا، نُشر هذا البحث الذي أعدّه علماء من جامعة شيديان في الصين بالتعاون مع جامعة هونغ كونغ الحضرية وجامعة فودان يوم الخميس في المجلة المرموقة Science.
المحور الرئيسي لهذا البحث هو المواد الفيروألكترية الشبه قطعية وبشكل خاص مركب نيتريد الألومنيوم سكانديم (AlScN).
تمتلك هذه المادة حالتين كهربائيتين مميزتين، ما يتيح لها تخزين المعلومات؛ وهي ميزة تتيح تبديل الحالات بسرعة أكبر واستهلاك طاقة أقل.
أحد المزايا الرئيسية لهذه المادة هو توافقها مع سلسلة إنتاج أشباه الموصلات الحالية؛ وهي نقطة حيوية، إذ إن المواد التي تتطلب عمليات تصنيع جديدة عادة ما تتوقف عند مرحلة البحث.
التحدي القديم للمتانة والحل الجديد
للاستخدام التجاري، يجب أن تتحمل المادة مليارات دورات التبديل. كانت الأجيال السابقة من المكونات المبنية على AlScN تبلغ فقط نحو 100 مليون دورة؛ قيود ناجمة في الغالب عن الحقل الإلزامي العالي لهذه المادة الذي كان يتلفها في كل دورة تبديل.
بدلاً من إجراء قلب كامل للاستقطاب في كل دورة -الذي يفرض أقصى إجهاد على المادة- استخدم الباحثون طريقة تبديل جزئية ومضبوطة بدقة في مكثفات فائقة الرقة. سمح هذا النهج ببقاء استقطاب كافٍ للحفاظ على تأثير الذاكرة، بينما قلّلت بشكل حاد من مقدار التآكل في كل دورة.
أسفر نتاج هذه الطريقة عن تحقيق متانة تزيد على 10 مليارات دورة في مكونات بسماكة لا تتجاوز 45 نانومتراً؛ مع جهد انهيار يقارب 10 ميغا فولت لكل سنتيمتر في العيّنات الأصغر. تشكل هذه الأرقام رقماً قياسياً لهذه الفئة من المواد.