Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Ученые ТУСУРа приступили к работе над элементами памяти мемристорного типа

06 октября 2023
Ученые ТУСУРа приступили к работе над элементами памяти мемристорного типа

Механизм переключения и технологию изготовления элемента памяти мемристорного типа разрабатывают ученые ТУСУРа в рамках реализации программы развития «Приоритет 2030». 

Мемристорные элементы могут составить основу технологии создания инновационных электронных устройств: энергонезависимых интегральных схем памяти, программируемых логических интегральных схем и нейронов нового поколения.

«Резистивная память с произвольным доступом (Resistive Random Acces Memory, RRAM) рассматривается специалистами в области информационных технологий в качестве наилучшего кандидата на звание компьютерной памяти следующего поколения. Построение интегральных схем памяти по матричному типу позволит создать память с высокой плотностью - на порядок большей, чем у флеш-памяти, с более низкими рабочими напряжениями и высокой стабильностью параметров во времени», - отметил руководитель проекта профессор Павел Ефимович Троян.

Мемристор - элемент, сопротивление которого можно изменить воздействием напряжения, при этом после отключения напряжения сохраняется очень длительное время сопротивление, соответствующее напряжению при отключении. Мемристор – это резистор с энергонезависимой памятью номинала сопротивления.

В мемристоре присутствует два основных состояния: состояния высокого сопротивления (Roff) и высокой проводимости (Ron). При этом основным качественным показателем структуры является отношение Roff/ Ron, чем оно выше, тем качественнее меристор при условии его временной стабильности.

Конструктивно мемристорный элемент памяти представляет из себя туннельно-связанную структуру металл-диэлектрик-металл (МДМ), с толщиной слоя диэлектрика в диапазоне 10-80 нм и электродов толщиной 20-50 нм. При изготовлении матричной структуры из нижних металлических электродов и перпендикулярных к ним верхних электродов с шириной порядка 50 нм и шагом 50 нм на 1 см2 подложки можно сформировать порядка 1010 элементов памяти. Все это позволяет уменьшить размеры устройства до нанометровых, а время срабатывания — до наносекунд, а это означает, что мемристор — крайне перспективный элемент для электронных схем новой архитектуры, в которых важнейшими характеристиками станут быстродействие, энергоемкость и надежность.

Основные проблемы, затрудняющие сегодня практическое использование мемристоров, заключаются в поиске материалов и разработке технологии изготовления мемристоров нанометровых размеров (менее 30–50 нм), которая обеспечивала бы стабильность и воспроизводимость их параметров при требуемом числе циклов перезаписи порядка 1014.

Ученые ТУСУРа предлагают использовать новые перспективные материалы, а также модификацию уже используемых в мировой практике для решения такой сложной задачи. В качестве таких материалов можно выделить диоксид циркония, модифицированный пентаоксид тантала, а также их комбинации.

Мемристорные элементы могут составить основу технологии создания инновационных электронных устройств: энергонезависимых интегральных схем памяти, программируемых логических интегральных схем и нейронов нового поколения.

Интерес к новой активно развивающейся технологии сулит рынку мемристоров крайне высокие темпы роста и, по оценкам экспертов, к 2024 году рынок будет оцениваться в 8,9 млрд долларов, а ежегодный прирост их производства составит более 80 %. Корпорации, которые в ближайшие 5-7 лет начнут серийный выпуск таких устройств, активно готовятся к борьбе за спрос потребителей. По прогнозам экспертов к 2030 г. этот сегмент рынка будет оцениваться более чем в 93 млрд. долларов США. Ученые ТУСУРа, имеющие значительные наработки в области тонкоплёночной электроники ставят перед собой амбициозные задачи, заключающиеся в разработке мемристорных элементов памяти и занятии Россией лидирующих позиций в этом сегменте рынка.

Другие новости

15 марта 2024

Разработка системы определения надежности резистивных элементов аспиранта кафедры ФЭ ТУСУРа Вячеслава Сокуренко получила грантовую поддержку программы «УМНИК» ФСИ.  

28 марта 2024

Управляющий совет программы развития ТУСУРа утвердил работы, которые будут выполняться в рамках стратегического проекта «Микроэлектроника и системы связи нового поколения» при поддержке госпрограммы «Приоритет 2030».

08 февраля 2024

В День российской науки руководители стартапов студенческого бизнес-инкубатора Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники рассказали, как наука помогает в развитии технологического предпринимательства.

16 февраля 2024

Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники представил результаты работы в федеральном проекте «Передовые инженерные школы» (ПИШ) за 2023 год на Совете под председательством Министра науки и высшего образования РФ Валерия Фалькова. ПИШ, успешно прошедшие отчетное мероприятие, получат ежегодные гранты на развитие.

НАВЕРХ