В Китае создан материал, способный преобразить цифровые технологии

Новый материал идеально подходит для создания микросхем памяти благодаря низкому энергопотреблению, возможностям чтения без потерь и быстрой записи, сообщает китайский портал South China Morning Post.

В настоящее время так называемые сегнетоэлектрические материалы часто используются для производства чипов. Материалы могут быстро менять свое состояние под действием электрического поля, известного как поляризация.

Материалы уже используются в технологиях хранения данных, датчиках и устройствах сбора энергии, а в будущем их можно будет использовать для создания серверов хранения данных или поддержки крупных центров обработки данных, что потенциально может повлиять на соперничество Китая и США.

Традиционные сегнетоэлектрические материалы, которые широко используются в коммерческих целях, могут испытывать так называемую сегнетоэлектрическую усталость, что приводит к ухудшению характеристик и возможному выходу из строя. Китайские ученые решили эту проблему, улучшив структуру материала.

«Когда заряды текут во время процессов хранения и чтения, эти дефекты перемещаются и накапливаются, в конечном итоге блокируя процесс поляризации и приводя к выходу устройства из строя. Это похоже на то, как волны собирают в море мелкие камни, постепенно образуя большой риф, блокирующий течение волн», – сказал доцент Хэ Ри, первый автор исследования Института технологии материалов и инженерии Нинбо Китайской академии наук.

Команда ученых обнаружила, что проблема может быть решена, если сегнетоэлектрические материалы будут построены слоями. Используя моделирование на атомном уровне с помощью искусственного интеллекта, они обнаружили, что двумерные скользящие сегнетоэлектрические материалы в целом смещаются во время переноса заряда, когда их помещают под электрическое поле. Это предотвращает движение и накопление заряженных дефектов, что позволяет избежать так называемой усталости.

Ученые разработали двумерный слоистый материал толщиной в нанометр, который они назвали 3R-MoS2. Нанометр примерно в 100 000 раз меньше диаметра человеческого волоса.

«Лабораторные испытания показали, что 3R-MoS2 не продемонстрировал никакого снижения производительности после миллионов циклов, что позволяет предположить, что устройства хранения данных, изготовленные из этого нового двумерного скользящего сегнетоэлектрического материала, не имеют ограничений на чтение/запись», – говорится в отчете Китайской академии наук.

Сергей КИРИК

Фото из открытых интернет-источников