Инженеры университета Пердью (штат Индиана) разработали компьютерный чип, в котором миллионы транзисторов используются не только для обработки информации, но и для её хранения. Это экономит место на чипе, делает его более быстрым и мощным.

В статье для журнала Nature Electronics исследователи сообщили подробности того, как им удалось создать комбинацию транзистора и высокопроизводительной ферроэлектрической памяти.

Проблемы, возникающие на границе между ферроэлектрический материалом и кремнием, сводили на нет попытки их интеграции, предпринимавшиеся на протяжении нескольких десятилетий. Реализация же ферроэлектрической RAM в виде отдельного модуля на чипе ограничивала потенциал этой памяти и существенно снижала эффективность вычислений.

Обойти проблемы интерфейса между кремнием и ферроэлектриком коллектив из Индианы, возглавляемый профессором электро- и компьютерной техники Пейде Йе (Peide Ye), смог путём использования полупроводника с ферроэлектрическими свойствами — альфа селенида индия (α-In2Se3)

Обычные ферроэлектрики ведут себя как изоляторы из-за большой ширины запрещённой зоны, однако α-In2Se3 отличается от них узкозонностью, что позволяет ему проявлять свойства полупроводника. В чипе селенид индия образует высокопроизводительный ферроэлектрический туннельный переход, малая толщина которого — всего 10 нм — позволяет пропускать больше тока, что делает чип более компактным и энергоэффективным.

Учёные протестировали сконструированный при поддержке Технологического института штата Джорджия ферроэлектрический полупроводниковый полевой транзистор и нашли, что его производительность сопоставима с характеристиками существующих ферроэлектрических транзисторов и может быть улучшена дальнейшей оптимизацией.