После завершения фазового перехода диоксид ванадия сохраняет «память» об этом явлении в течение нескольких часов. Благодаря этому свойству, он представляет интерес для развития микроэлектроники.
Диоксид ванадия (VO2) — этот материал обладает способностью проявлять совершенно разные свойства. При нагревании до температуры примерно +68 градусов Цельсия он претерпевает резкий фазовый переход: из состояния полупроводника переходит в состояние проводника, а при охлаждении возвращается к исходным характеристикам.
Исследования продемонстрировали, что материал сохраняет способность воспроизводить ранее выполненный процесс изменения состояния, а также, вероятно, запоминает информацию на протяжении нескольких дней. Эта особенность может привести к прорыву в микроэлектронике, открывая возможности для разработки нового поколения микросхем, предназначенных для вычислений и хранения данных. Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) описывают эти результаты в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics.
Элисон Матиоли (Elison Matioli) и его соавторы изучили, как сверхкраткие импульсы тока влияют на скорость фазового перехода диоксида ванадия. Прохождение тока через материал вызывало нагрев и модификацию кристаллической структуры, что приводило к фазовому переходу в металлическую фазу. Детальные измерения выявили, что материал сохраняет информацию об этом переходе, что облегчает его повторение в дальнейшем. «Память» VO 2 сохраняется на протяжении как минимум трех часов.
Ученые пока не располагают методами для оценки воздействия на протяженных временных интервалах. Тем не менее, они предполагают, что отследить его изменение возможно в течение нескольких дней после начального воздействия. Кроме того, Матиоли и его коллеги полагают, что схожими характеристиками могут обладать и другие вещества.
Применение и дальнейшая разработка этих материалов может привести к значительным прорывам в микроэлектронике. На их основе можно создавать компоненты для вычислительных микросхем и устройств памяти. Они обладают потенциалом быть более экономичными, быстрыми и масштабируемыми по сравнению с существующими полупроводниковыми решениями. Исследования и разработки ведутся в области устройств, функционирующих благодаря фазовым переходам в структуре материала, работают и в России.