Продукция НОЦ "Нанотехнологии"
Основной задел НОЦ "Нанотехнологии" в области перспективной компонентной базы связан с исследованиями и разработками функциональных элементов энергонезависимой памяти на основе новых материалов из класса простых и многокомпонентных оксидов переходных металлов, в которых реализуются механизмы резистивного переключения (мемристоры, ReRAM)[1],[2], или электростатические эффекты в сверхтонких слоях сегнетоэлектриков (FeRAM)[3],[4].
В структурах металл/сегнетоэлектрик/металл с помощью внешних электрических полей возможно управление туннелированием электронов, так как ввиду возможности сегнетоэлектрика иметь два взаимно противоположных направления поляризации, величина и форма потенциального барьера для туннелирующих сквозь тонкий слой сегнетоэлектрика электронов будет зависеть от направления вектора поляризации. На этом эффекте возможно построение энергонезависимой памяти высокой степени интеграции (например, топология 1T с подзатворным сегнетоэлектриком) и сверхнизким энергопотреблением
Мемристорная ячейка (ячейка ReRAM) состоит из двух электродов и диэлектрика между ними. За счет простоты, быстродействия, низкого энергопотребления и возможности 3D-интеграции (размещения между слоями металлизации) использование эффекта резистивного переключения рассматривается в Международной Технологической Дорожной Карте развития полупродниковой индустрии как один из основных вариантов построения перспективных систем хранения информации. Кроме того возможность переключения в несколько промежуточных состояний сопротивления делает возможным разработку мульти-битных ячеек памяти. Дальнейшее увлечение количества стабильно воспроизводимых состояний сопротивления таких ячеек приведет к созданию аппаратной реализации "искусственных нейронов", развитию нейроморфных вычислений для решения задачи распознавания образов, речи, селекции целей и др. При решении таких задач современные дискретные цифровые вычислительные системы задействуют значительные вычислительные ресурсы, в то время как "аналоговые" устройства, основанные на принципах работы нейронных сетей, решают данные задачи на порядок быстрее. Разработки МФТИ в данной области защищены российским патентом "Мемристор на основе смешанного оксида металлов" (№ 2472254, приоритет от 28 июля 2011 г.), а в настоящее время оформляется международный патент.
