Новий матеріал стане основою пам'ять на фазових переходах, здатної конкурувати з флеш-пам'яттю
Новий нешкідливий для навколишнього середовища сплав, що складається з 50 атомів алюмінію, пов'язаних з 50 атоми сурми, може стати матеріалом для створення пам'яті на основі фазових переходів (phase-change memory, PCM) наступного покоління. PCM-пам'ять має більш високі показники щільності зберігання інформації і може забезпечити більш високу швидкість роботи, завдяки чому вона зможе конкурувати з сучасної флеш-пам'яттю і стати базою майбутньої технологій для тривалого зберігання інформації.
Основою PCM-пам'яті є матеріали, здатні під впливом дії електричного імпульсу змінювати свою структуру від безладної аморфної структури до впорядкованої кристалічної структури, і навпаки. При цьому, в аморфному стані матеріал володіє високим електричним опором і низьким опором у його кристалічному стані, що відповідає рівням логічних 0 та 1 збережених даних.
З осередками флеш-пам'яті починаються проблеми, коли їх намагаються зробити розмірами, менше 20 нанометрів, але комірка пам'яті на основі фазових переходів може бути зроблена розміром менше 10 нанометрів, що дозволить упакувати більша кількість осередків в обмежений обсяг кристала. "Це є найголовнішою особливістю цього типу пам'яті" - розповідає Ксилин Жоу (Xilin Zhou), вчений з Шанхайського інституту мікросистем і інформаційних технологій (Institute of Shanghai Microsystem and Information Technology) китайської Академії наук, - "Крім цього дані записуються в комірки PCM-пам'яті дуже швидко, а технологія її виробництва досить недорога".
В даний час основним матеріалом для осередків PCM-пам'яті є сплав німеччина, сурми і телуру. Але такі трикомпонентні сплави досить складно отримувати, витримуючи всі технологічні норми, і піддавати механічній обробці. "Гравіювання, різка лазерним променем таких потрійних сплавів і їх хімічна обробка можуть призвести до локальних змін складу матеріалу, до втрати ним своїх електричних і фізичних властивостей" - пояснює Ксилин Жоу.
Тому китайські дослідники звернули свій інтерес до сплавів, що складається з двох компонентів, з алюмінію і сурми. Досить довгий час дослідники підбирали процентне співвідношення компонентів для того, щоб отримати властивості матеріалу, що перевершують цікавлять властивості сплаву Ge-Sb-Te. Зусилля вчених окупилися сторицею, вони виявили, що сплав Al50Sb50 може мати три фіксованих значення електричного опору, що дозволяє зберігати в одній комірці пам'яті не дві одиниці, а три одиниці значень даних, що може використовуватися для реалізації технології багаторівневого зберігання даних (multilevel data storage, MLS).
В даний час дослідники проводять серію експериментів, в ході яких будуть визначені показники надійності при тривалому зберіганні інформації, "витривалість" осередків при багаторазовому стирання і запису інформації, при впливі на них різних несприятливих факторів. І тільки отримавши в своє розпорядження ці експериментальні дані, можна буде починати думати про початок практичного впровадження PCM-пам'яті на основі нового двокомпонентного сплаву.