Et skelsættende modelleringsstudie afslører, hvordan ferroelektrisk computerhukommelse fungerer

Et team af forskere fra University of California, Berkeley og Lawrence Berkeley National Laboratory har udviklet en ny model, der forklarer, hvordan ferroelektrisk computerhukommelse fungerer. Modellen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials, kan føre til udviklingen af ​​hurtigere og mere energieffektive computere.

Ferroelektriske materialer er materialer, der har en spontan elektrisk polarisering. Denne polarisering kan vendes ved at anvende et elektrisk felt, hvilket gør ferroelektriske materialer ideelle til brug i hukommelsesenheder. Den nøjagtige mekanisme, hvormed ferroelektriske materialer lagrer data, har imidlertid været uklar.

Den nye model udviklet af Berkeley-forskerne viser, at ferroelektriske materialer lagrer data i form af små magnetiske domæner. Disse domæner skabes, når det elektriske felt, der påføres materialet, er stærkt nok til at overvinde materialets indre magnetfelt. Domænerne justeres derefter med det påførte elektriske felt, og de forbliver på linje, selv efter at det elektriske felt er fjernet.

Størrelsen af ​​de magnetiske domæner bestemmer, hvor meget data der kan lagres i en ferroelektrisk hukommelsesenhed. Jo mindre domæner er, jo flere data kan der gemmes. Berkeley-forskerne var i stand til at skabe magnetiske domæner, der kun var nogle få nanometer store, hvilket er en væsentlig forbedring i forhold til tidligere ferroelektriske hukommelsesenheder.

Den nye model kan føre til udviklingen af ​​hurtigere og mere energieffektive computere. Ferroelektriske hukommelsesenheder er hurtigere end traditionelle hukommelsesenheder, fordi de kan tændes og slukkes meget hurtigt. De er også mere energieffektive, fordi de ikke kræver et konstant elektrisk felt for at vedligeholde de lagrede data.

Berkeley-forskerne arbejder nu på at udvikle ferroelektriske hukommelsesenheder baseret på den nye model. De mener, at disse enheder kan bruges i en lang række applikationer, herunder smartphones, bærbare computere og servere.

Konsekvenserne af denne forskning er betydelige. Ferroelektrisk computerhukommelse kan føre til hurtigere og mere energieffektive computere. Dette kan have stor indflydelse på en lang række industrier, herunder teknologiindustrien, bilindustrien og luftfartsindustrien.