由东京工业大学的清水秀副教授、该大学的船久保弘教授和东北大学的今野丰彦教授领导的研究小组成功地生产出质量稳定的铁电体超薄膜。目前,铁电体作为替代智能手机等中使用的存储器的高性能新型存储器材料而备受关注。

 为了实现它,制作超薄膜是必不可少的,但存在随着薄膜变薄而劣化的问题。当施加电压时存储器的状态会发生变化,并且信息由一种物质保持,即使在电压关闭时也能保持该状态。铁电体通过施加使物质中离子分布偏置的电压来实现这一点。据说与传统内存相比,它可以实现高性能和低功耗。另一方面,仍然存在问题,生产质量特别稳定的薄膜状晶体是必不可少的。

 我们关注的是氧化铪,一种铁电物质,它具有反向尺寸效应的特性,其特性随着尺寸的减小而提高。另一方面,生产稳定晶体的困难是一个瓶颈。课题组首先重新审视了晶体中所含元素的组成。此外,通过设计晶体生长的基底结构,我们成功生产出厚度为 15 纳米(百万分之一毫米)且质量稳定的晶体。

 据说,通过使用这种铁电薄膜,可以实现比传统存储器更大容量、更低功耗和更高速度的存储器。如果在智能手机和笔记本电脑上实施,我们将能够直接受益。此外,反向尺寸效应的机制尚未阐明,这次创造的晶体可能是其阐明的线索。如果能够澄清,新物质的开发将进一步加快。

资料来源:[东北大学] 世界首创铁电体超薄单晶薄膜的制作——实现具有超高密度新型存储器的可长时间使用的智能手机的方法——

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