Суть проекта — в поиске оптимального экспериментального образца ячейки памяти, с помощью которой биты информации смогут записываться при помощи тепла.
Группа молодых ученых Московского политехнического университета получила грант в три миллиона рублей от Российского научного фонда (РНФ) на решение фундаментальной научной проблемы, связанной с исследованием и разработкой тепловой памяти. Результатом работы исследователей должен стать программно-аппаратный комплекс на основе систем металлизации для создания экспериментальных образцов ячеек памяти. Исследователей возглавил профессор Московского политехнического университета, доктор физико-математических наук Аркадий Скворцов.
В основе исследования лежит необходимость создания простого, экономичного и эффективного элемента памяти для микроэлектроники на основе систем металл-полупроводник, способного хранить и записывать биты информации. Исследование проводится в рамках так называемой теплоэлектроники, в которой изучаются процессы генерации, распространения и детектирования динамических неоднородностей тепловой природы. Проведение подобных исследований проводится в рамках Стратегии научно-технического развития России, которая нацелена на «переход страны к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создания систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта».
В рамках проекта планируется изучить возможности использования «классических» систем металлизации полупроводниковых приборов и структур в качестве ячеек тепловой памяти; разработать программно-аппаратный комплекс и изготовить специальные тестовые структуры на основе систем металлизации для создания экспериментальных образцов ячеек памяти; провести ряд экспериментов, чтобы изучить переходные процессы в таких структурах при импульсном воздействии и разработать стенд для чтения-записи информации в такие структуры. Предлагаемый способ записи информации основан на передаче некоторому объему тела теплового импульса (электрический импульс или излучение лазера).
С практической же точки зрения это выглядит так: за основу берется пластина из кремния или арсенида галлия толщиной 1 мм, на нее сверху наносится проводящая тонкая пленка (из меди или алюминия). Когда через такую систему пропускается импульс тока, то в ней некоторое время остается тепло, которое рассеивается в течении некоторого времени. В эти моменты и происходит запись «тепловой» информации. Можно сказать, что это аналог электрического конденсатора, только вместо тока используется тепло.
«У новой структуры есть технологическое простота, — рассказывает Аркадий Скворцов. — Наносишь пленку практически на любой материал, и тепловая ячейка памяти сформирована. В случае с электроемкостью могут возникнуть технологические трудности: её не так просто сделать. Значит есть технологическая простота и, соответственно, дешевизна. Существует много областей деятельности с большим количеством тепла или большими перепадами, где это устройство на таких типах ячейки памяти будет работать. Сейчас ведется исследовательская работа, чтобы в рамках этого проекта идея смогла воплотиться в экспериментальный образец».