Необычные свойства диоксида ванадия помогут в разработке принципиально новой электроники
Диоксид ванадия VO2 пока что единственный известный материал, имеющий энергоэффективную память. На страницах журнала Nature Electronics учёные рассказали о своём открытии, в основе которого лежит свойство диоксида ванадия демонстрировать резкий фазовый переход от изолятора к металлу из-за изменения в структуре решетки при повышении температуры до 68 градусов по Цельсию. При этом в условиях последующего снижения температуры до комнатной диоксид ванадия вновь восстанавливает своё изолирующее состояние. Эта особенность материала может быть использована для разработки электронных устройств с энергозависимой памятью. Но что еще более интересно, учёные выяснили, что при возбуждении электрическими импульсами диоксид ванадия способен выполнять перестройки, которые сохраняются даже после того, как воздействие на материал прекращается.
В рамках исследования образец VO2 был подвергнут воздействию электрического тока, который нагревал материал по пути следования, пока не выходил на другой стороне образца. Как и ожидалось, в процессе нагрева материал претерпевал изменения. После окончания действия первого импульса образец возвращался в исходное состояние, однако при последующих воздействиях учёные заметили, что время инкубации коррелирует с количеством предыдущих переходов: чем больше переходов совершил материал, тем короче становилось время инкубации и дольше период сохранения трансформации. Интересно отметить, что при этом структура диоксида ванадия на пути следования тока приобретала стеклоподобные особенности.
Исследователи полагают, что «стеклоподобные» электронные устройства потенциально обладают гораздо большими возможностями по сравнению с традиционной электроникой, основанной на структуре «металл-оксид-полупроводник».
Если уникальные свойства диоксида ванадия получат практическое применение, разработчики и производители электроники смогут создавать более быстрые миниатюрные устройства, которые при этом требуют меньше энергии для функционирования. А кроме того, это станет большим шагом на пути к нейроморфным вычислениям и многоуровневой памяти.
По материалам: russianelectronics.ru