Ученые Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН
предложили технологию энергонезависимой флеш-памяти с повышенной радиационной
стойкостью и длительным сроком хранения данных. В перспективе такие чипы могут
использоваться в космической технике — спутниках, аппаратах с ядерными
энергетическими установками и орбитальных дата-центрах. В основе разработки лежат специальные диэлектрические пленки с дефектами
структуры — электронными ловушками. Они способны захватывать электрический
заряд и удерживать его длительное время. Наличие или отсутствие заряда
используется для хранения цифровой информации.Исследователи изначально работали с пленками нитрида кремния, а затем
предложили использовать материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, в
частности оксиды алюминия и циркония. По оценке разработчиков, такой подход
позволяет увеличить срок хранения данных, снизить энергопотребление при
перезаписи и повысить устойчивость памяти к ионизирующему излучению.
Соответствующие решения запатентованы.По словам главного научного сотрудника института Владимира Гриценко, при
комнатной температуре время удержания электронов в таких ловушках теоретически
может достигать сотен лет. В отличие от классической флеш-памяти с плавающим
затвором, заряд в предложенной структуре локализуется непосредственно внутри
диэлектрика.Повышенная радиационная стойкость особенно важна для космической электроники.
Высокоэнергетические частицы могут вызывать ошибки записи и повреждать данные,
поэтому более устойчивые накопители потенциально пригодны для длительных
космических миссий.Одним из перспективных применений ученые называют орбитальные дата-центры.
Спутники дистанционного зондирования и научные аппараты собирают большие объемы
информации, и ее предварительная обработка непосредственно на орбите позволила
бы сократить нагрузку на каналы связи с Землей.В перспективе такая память может использоваться и в более сложных системах —
космических аппаратах с ядерными источниками энергии и автоматических
исследовательских станциях. При этом одной радиационно стойкой памяти
недостаточно: для подобных комплексов также необходимы устойчивые к излучению
процессоры, которые остаются отдельной технологической проблемой.Параллельно ученые исследуют другие принципы хранения данных, в которых
информация записывается не за счет накопления электронного заряда, а
посредством изменения состояния самого материала. По словам разработчиков,
такие экспериментальные технологии потенциально способны обеспечить значительно
более высокую скорость работы и ресурс до триллионов циклов перезаписи.