Гаджеты будут потреблять меньше энергии благодаря нанопленке из тройного сплава

Японские исследователи из Института науки в Токио смогли создать нанопленку с рекордно высоким содержанием скандия в сплаве с нитридом галлия и нитридом алюминия, открывая путь к разработке маломощных устройств хранения информации.

Кроме эффективного хранения информации, эти пленки имеют потенциал для использования в качестве фильтров помех связи 6G и оптических вычислений. Поскольку электронные устройства становятся все меньше в размерах, растет спрос на технологии хранения информации, потребляющие меньше энергии и хранящие большие объемы данных.

Для решения этой проблемы были созданы энергонезависимые ферроэлектрические запоминающие устройства, которые благодаря внутренней электрической поляризации, сохраняют информацию без необходимости постоянного источника питания. Это позволяет продлить срок работы аккумуляторов и добиться более сложных вычислений в мобильных устройствах.

Нитрид галлия (GaN) и нитрид алюминия (AlN), материалы, которые уже используются в светодиодах, имеют уникальные кристаллические структуры, в которых положительные и отрицательные центры заряда естественно смещены. Это смещение создает переключаемую поляризацию, которой можно управлять с помощью внешнего напряжения.

Добавление скандия в эти структуры может значительно снизить рабочее напряжение и обеспечить работу при чрезвычайно низкой мощности. Однако ограничение стабильности нитрида галлия и нитрида алюминия делало увеличение концентрации скандия довольно сложной задачей.

Группа японских исследователей под руководством профессора Хироши Фунакубо добилась значительных успехов, синтезировав тонкие плёнки нитрида галлия и нитрида алюминия с рекордно высоким содержанием скандия. Сначала ученые использовали реактивное магнетронное распыление —