นักวิจัยพัฒนาหน่วยความจำเฟอร์โรอิเล็กทริก ทนการเขียนเกิน 10,000 ล้านรอบ
นักวิจัยจาก Xidian University ร่วมกับ City University of Hong Kong และ Fudan University รายงานความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเพิ่มความทนทานของวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกโครงสร้าง wurtzite ซึ่งมีศักยภาพสำหรับพัฒนาหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่สามารถผสานเข้ากับการผลิตชิปในระดับเวเฟอร์ได้
งานวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 10 กันยายน 2026 ระบุว่า ทีมวิจัยสามารถทำให้วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกมีความทนทานต่อการสลับสถานะทางไฟฟ้า มากกว่า 10,000 ล้านรอบ (10¹⁰ cycles) ภายใต้เกณฑ์การสลับสถานะอย่างสมบูรณ์ โดยต้องรักษาค่า remnant polarization ไว้ที่อย่างน้อย 100 ไมโครคูลอมบ์ต่อตารางเซนติเมตร
หัวใจของการค้นพบอยู่ที่ nitrogen vacancies หรือ “ตำแหน่งว่างของไนโตรเจน” ซึ่งเป็นตำแหน่งในโครงสร้างผลึกที่ไม่มีอะตอมไนโตรเจนอยู่ เมื่อวัสดุถูกสลับสถานะทางไฟฟ้าซ้ำ ๆ ตำแหน่งว่างเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ในระยะไกลและรวมตัวกัน จนนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วและการพังทลายทางไฟฟ้าของวัสดุ
เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิจัยออกแบบโครงสร้าง AlScN/AlN superlattice ร่วมกับกระบวนการ dynamic recovery เพื่อจำกัดการเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนที่ของ nitrogen vacancies ทั้งในเชิงพื้นที่และพลังงาน ส่งผลให้การรวมตัวของตำหนิในผลึกลดลง และช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติเฟอร์โรอิเล็กทริก
ก่อนหน้านี้ วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกแบบ wurtzite มักประสบปัญหาด้านความทนทานและมีรายงานการล้มเหลวที่ระดับประมาณ 10⁸ รอบ การทดลองครั้งใหม่นี้จึงแสดงให้เห็นการเพิ่ม endurance ไปเกินระดับ 10¹⁰ รอบ ภายใต้เกณฑ์การทดสอบที่กำหนด
นักวิจัยระบุว่าผลการศึกษานี้ช่วยเชื่อมโยงปัญหาความเสื่อมของวัสดุจากระดับอะตอมเข้ากับความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ และเสนอแนวทางการควบคุม defect topology ที่อาจนำไปใช้ในการพัฒนาหน่วยความจำเฟอร์โรอิเล็กทริกความหนาแน่นสูงและเทคโนโลยีหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนในอนาคต
อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษานี้เป็น ผลการทดลองด้านวัสดุและอุปกรณ์ในงานวิจัย ไม่ได้หมายความว่าหน่วยความจำชนิดดังกล่าวถูกนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์แล้ว การนำเทคโนโลยีไปสู่การผลิตจริงยังต้องผ่านการพัฒนาและทดสอบด้านกระบวนการผลิต ความสม่ำเสมอของอุปกรณ์ และการทำงานในระดับระบบต่อไป
ที่มา: Wang et al., Science, “Endurance beyond 10 billion cycles in wurtzite ferroelectrics by confining nitrogen vacancies,” Vol. 393, Issue 6816, pp. 1134–1138, เผยแพร่ 10 กันยายน 2026, DOI: 10.1126/science.aec7337.
#ประวัติศาสตร์ #เทคโนโลยี #วิทยาศาสตร์ #ต่างประเทศ #Learning #ความรู้ #News #ข่าว
https://www.facebook.com/share/p/199U72fEcM/
📀นักวิจัยพัฒนาหน่วยความจำเฟอร์โรอิเล็กทริก ทนการเขียนเกิน 10,000 ล้านรอบ
นักวิจัยจาก Xidian University ร่วมกับ City University of Hong Kong และ Fudan University รายงานความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเพิ่มความทนทานของวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกโครงสร้าง wurtzite ซึ่งมีศักยภาพสำหรับพัฒนาหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่สามารถผสานเข้ากับการผลิตชิปในระดับเวเฟอร์ได้
งานวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 10 กันยายน 2026 ระบุว่า ทีมวิจัยสามารถทำให้วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกมีความทนทานต่อการสลับสถานะทางไฟฟ้า มากกว่า 10,000 ล้านรอบ (10¹⁰ cycles) ภายใต้เกณฑ์การสลับสถานะอย่างสมบูรณ์ โดยต้องรักษาค่า remnant polarization ไว้ที่อย่างน้อย 100 ไมโครคูลอมบ์ต่อตารางเซนติเมตร
หัวใจของการค้นพบอยู่ที่ nitrogen vacancies หรือ “ตำแหน่งว่างของไนโตรเจน” ซึ่งเป็นตำแหน่งในโครงสร้างผลึกที่ไม่มีอะตอมไนโตรเจนอยู่ เมื่อวัสดุถูกสลับสถานะทางไฟฟ้าซ้ำ ๆ ตำแหน่งว่างเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ในระยะไกลและรวมตัวกัน จนนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วและการพังทลายทางไฟฟ้าของวัสดุ
เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิจัยออกแบบโครงสร้าง AlScN/AlN superlattice ร่วมกับกระบวนการ dynamic recovery เพื่อจำกัดการเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนที่ของ nitrogen vacancies ทั้งในเชิงพื้นที่และพลังงาน ส่งผลให้การรวมตัวของตำหนิในผลึกลดลง และช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติเฟอร์โรอิเล็กทริก
ก่อนหน้านี้ วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกแบบ wurtzite มักประสบปัญหาด้านความทนทานและมีรายงานการล้มเหลวที่ระดับประมาณ 10⁸ รอบ การทดลองครั้งใหม่นี้จึงแสดงให้เห็นการเพิ่ม endurance ไปเกินระดับ 10¹⁰ รอบ ภายใต้เกณฑ์การทดสอบที่กำหนด
นักวิจัยระบุว่าผลการศึกษานี้ช่วยเชื่อมโยงปัญหาความเสื่อมของวัสดุจากระดับอะตอมเข้ากับความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ และเสนอแนวทางการควบคุม defect topology ที่อาจนำไปใช้ในการพัฒนาหน่วยความจำเฟอร์โรอิเล็กทริกความหนาแน่นสูงและเทคโนโลยีหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนในอนาคต
อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษานี้เป็น ผลการทดลองด้านวัสดุและอุปกรณ์ในงานวิจัย ไม่ได้หมายความว่าหน่วยความจำชนิดดังกล่าวถูกนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์แล้ว การนำเทคโนโลยีไปสู่การผลิตจริงยังต้องผ่านการพัฒนาและทดสอบด้านกระบวนการผลิต ความสม่ำเสมอของอุปกรณ์ และการทำงานในระดับระบบต่อไป
ที่มา: Wang et al., Science, “Endurance beyond 10 billion cycles in wurtzite ferroelectrics by confining nitrogen vacancies,” Vol. 393, Issue 6816, pp. 1134–1138, เผยแพร่ 10 กันยายน 2026, DOI: 10.1126/science.aec7337.
#ประวัติศาสตร์ #เทคโนโลยี #วิทยาศาสตร์ #ต่างประเทศ #Learning #ความรู้ #News #ข่าว
https://www.facebook.com/share/p/199U72fEcM/