Новые мемристоры. Российские ученые разработали скоростные эластичные элементы памяти

Специалисты Института физики полупроводников имени Ржанова разработали материал для мемристоров из наночастиц оксида ванадия, покрытых фторированным графеном. Мемристор представляет собой элемент микроэлектроники, который изменяет уровень сопротивления при прохождении через него электрического заряда разной мощности. При использовании низкого напряжения с него можно считать информацию, записанную более высоким напряжением. При этом циклы смены происходят в очень быстром темпе, в тысячу раз быстрее, чем у повсеместно использующейся флеш-памяти.

Чтобы сделать данный элемент более стойким к большому количеству переключений, российские ученые использовали фторированный графен. Однако у него есть минус в виде сравнительно небольшой разницы токов, которые записывают и считывают данные. Данный показатель повысили с помощью композитных пленок, созданных из упомянутого материала с добавлением наночастиц оксида ванадия. Мемристоры с помощью разработанного материала будут изготавливаться при помощи 2D принтера. По сравнению с другими представителями гибкой памяти они рекордно устойчивы для перезаписи и выдерживают миллионы циклов подачи тока.    

 Название «мемристор» происходит от двух слов — memory и resistor. Данный микроэлектронный компонент представляет собой разновидность пассивного компонента, резистора, но в отличие от обычного резистора, мемристор обладает своеобразной памятью. Суть в том, что мемристор изменяет свою проводимость в соответствии с количеством протекшего через него электрического заряда — в зависимости от величины интеграла по времени прошедшего через компонент тока. Мемристор можно описать как двухполюсник с нелинейной ВАХ, и обладающий определенным гистерезисом.

Одно из важнейших направлений развития современной микро и наноэлектроники – разработка новых типов полупроводниковой памяти. В последние годы наряду с традиционными типами запоминающих устройств (динамической, статической и флеш-памяти) большое внимание уделяется резистивной памяти, которая сочетает достоинства быстрой оперативной памяти с энергонезависимостью программируемой памяти. В основе этого типа памяти лежит туннельная структура металл– изолятор–металл (МИМ). Для ее изготовления, учитывая нанометровые размеры слоев, наиболее подходящими технологиями являются атомно-слоевое осаждение (АСО) и магнетронное формирование гетероструктур в едином вакуумном цикле. Эти технологии дополняют процесс создания высокоэффективных СБИС  (систем бухгалтерского и складского учёта) с нанометровыми размерами и позволяют на конечной стадии изготовления кристалла внести в него запоминающее устройство нового типа – мемристивную память.  

13 ноября 2019