Межрегиональный молодежный инновационный форум «Инновации-2021»

Разработка фазоинверсного слоя в устройствах энергонезависимой памяти на основе наночастиц металлов

Авторы: Рыжкова Д.А, Гафнер Ю.Я,
ФГБОУ ВО "ХГУ им. Н.Ф. Катанова"
Видеоролик: https://youtu.be/lfOdRU50r5s

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация проекта

В настоящее время активно осуществляется поиск альтернативных материалов для фазоинверсного слоя устройств PCM-памяти, которые бы позволили улучшить существующие характеристики данных элементов, в первую очередь: быстродействие и потенциал масштабируемости. Перспективными здесь видятся материалы на основе наночастиц металлов (как чистых, так и различных сплавов). При этом их исследование методами реального эксперимента оказывается значительно затруднено, однако оно может быть успешно осуществлено методами компьютерного моделирования.

 

Описание проекта

Актуальность проекта

Согласно запросам потенциальных потребителей, микросхемы энергонезависимой памяти должны отвечать следующим требованиям: обладать высоким быстродействием, низким энергопотреблением, высокой информационной плотностью и низкой стоимостью. Среди основных претендентов на такую «универсальную» память выделяют память с изменением фазового состояния (Phase Change Memory, PCM). В настоящее время в качестве рабочего слоя устройств фазоинверсной памяти используют халькогенидные сплавы. Однако ведется поиск альтернативных материалов активного слоя ячеек. Из всего множества иных химических соединений, тестируемых для возможного применения в РСМ памяти, отдельный интерес представляет анализ металлических нанокластеров относительно малого размера.

 

Цель проекта

Исследование альтернативных материалов для активного слоя фазоинверсной памяти, способных увеличить плотность записи информации и сократить время доступа к ней.

 

Ожидаемые (полученные) результаты 

Найдены новые материалы активного слоя фазоинверсной памяти на основе наночастиц металлов, позволяющие улучшить характеристики устройств таких как: быстродействие и предел масштабируемости.

 

Описание сути инновационного проекта

Исследованы фазовые переходы в наночастицах серебра различного размера и наночастицах сплава золота и меди разнообразных размеров и процентных составов в зависимости от характера их охлаждения с позиции возможного приложения в устройствах фазоинверсной памяти. Проведено теоретические исследования методами компьютерного моделирования фазовые переходы в наночастицах серебра различного размера и наночастицах сплава золота и меди разнообразных размеров и процентных составов в зависимости от характера их охлаждения с позиции возможного приложения в устройствах фазоинверсной памяти. Определены предельные размеры наночастиц, а также возможный состав нанокластеров сплава, при которых их возможно использовать в устройствах PCM-памяти. Дальнейшие мероприятия связаны с экспериментальной проверкой полученных в ходе компьютерного моделирования результатов с целью определения устойчивости данных структур, их взаимодействия с подложкой (материалом электрода).

Текущая стадия проекта 

Выполнены НИР (сформулированы и/ или научно обоснованы основы создаваемой технологии или продукта)

 

Эффективность проекта 

Найдены новые материалы активного слоя фазоинверсной памяти на основе наночастиц металлов, позволяющие улучшить характеристики устройств, такие как: быстродействие и предел масштабируемости.;

 Наименование и краткое описание разработки (инновационного продукта / услуги), создаваемой в проекте

Описание разработки и ее потребительских качеств

Материал активного слоя фазоинверсной памяти на основе наночастиц металлов и их соединений на основе наночастиц Ag диаметром 8 нм и CuAu диаметром 6 нм.

 

Назначение разработки

Улучшение рабочих характеристик устройств фазоинверсной памяти: быстродействия и масштабируемости.

 

Новизна и конкурентные преимущества презентуемой разработки в сравнении с аналогами

Создание новых материалов для активного слоя ячеек фазоинверсной памяти на основе нанокластеров способно значительно повысить потенциал масштабируемости и увеличить удельную плотность записи информации.

 

Партнёры по реализации проекта 

нет

Объемы необходимых инвестиций, тыс. руб: 590000