Продолжаем представлять молодых ученых Академгородка, чья работа в этом году была отмечены премией мэрии Новосибирска. Наш сегодняшний собеседник – научный сотрудник Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН Алина Герасимова. Премией отмечена ее научная работа, посвященная синтезу соединений, которые используются при создании элементов энергонезависимой резистивной памяти.
– Алина Константиновна, что это такое - энергонезависимая резистивная память?
– Это разновидность компьютерной памяти (ее еще называют ReRAM), которая совмещает в себе сильные стороны других типов: она сохраняет информацию без подключения к источнику энергии, как флеш-память, у нее высокая плотность записи данных, что позволяет хранить большие объемы информации и высокая скорость работы, характерная для динамической (оперативной) памяти. По сути, это еще один шаг к созданию «идеальной» памяти и это объясняет большой интерес к этому направлению со стороны ведущих компаний компьютерной индустрии во всем мире.
– Насколько я слышал, первые образцы такой памяти уже демонстрировались. В чем заключается Ваша работа?
– Мало создать демонстрационные образцы или даже первый промышленный продукт. Как это обычно и бывает с технологиями, они требуют длительной доработки: для массового внедрения надо, чтобы такая память имела разумную себестоимость, высокую надежность в работе и хранении данных. К примеру, одна из проблем, с которой сегодня столкнулись производители – недопустимо высокий процент брака среди ячеек памяти.
Структурно эта память представляет собой ячейку, состоящую из нескольких слоёв: металл-диэлектрик-металл. И многое зависит от того, какие химические элементы используются в ее создании. Вместе с коллегами мы выращивали тонкие полупроводниковые пленки оксида гафния, циркония и тантала переменного (нестехиометрического) состава ― HfOx, ZrOx и TaOx. Эти материалы считаются перспективными для создания элементов ReRAM.
В работе, которая была отмечена премией, мне удалось установить и описать взаимосвязь между условиями роста и химическим составом, структурой и оптическими свойствами плёнок нестехиометрических оксидов металлов. Понимание этих процессов позволяет управлять параметрами ячеек памяти ReRAM, улучшать их характеристики, снизить долю того самого брака. Это и есть часть той самой оптимизации технологии, которая необходима для начала массового производства.
– Как далеко продвинулись в решении этой задачи ученые Института физики полупроводников?
– Несмотря на то, что зарубежные компании далеко продвинулись вперёд в этих исследованиях, например, компания Panasonic уже приступила к промышленному производству ReRAM памяти, мы успешно работаем в этом направлении, что подтверждается публикациями наших работ в высокорейтинговых научных журналах, таких как Nanotechnology, Advanced Electronic Materials и др.
– А отечественные производители к Вашей работе проявляли интерес?
– Нет, однако, наши исследования должны вызвать у них интерес.
В принципе, эта технология не требует каких-то глобальных вложений в переоборудование предприятия, она вполне соответствует существующим производственным мощностям российских предприятий. И это – одно из ее преимуществ.
– Если говорить о Ваших планах, то с чем они связаны?
– Я планирую и дальше изучать свойства полупроводниковых структур переменного (нестехиометрического) состава. Сейчас мы их рассматривали в разрезе применения в производстве элементов памяти, но этим возможности их применения не исчерпываются. Раньше обычно внимание исследователей было сосредоточено на поиске неких идеальных структур, производство было «заточено» на их создание. А нестехиометрические структуры имеют некие дефекты, от которых обычно старались избавиться. Но изучая их, мы понимаем, что как раз эти дефекты дают им интересные новые свойства. Пока они еще плохо изучены, во многом мы выступаем в качестве первопроходцев, а это всегда интересно и перспективно.
– Как Вы считаете, нужна ли такая премия от мэрии, играет ли она какую-то роль в поддержке и мотивации молодых ученых?
– Любая премия мотивирует, особенно, если речь идет о молодых ученых, для которых премии, награды не стали чем-то привычным, рутиной. И мне было, конечно, приятно, что именно моя работа вошла в число отмеченных премией мэра. Жаль, конечно, что из-за пандемии процедура вручения прошла скомкано. Но это – объективные трудности. А так я очень рада высокой оценке своей работы.
Сергей Исаев
Фотографии Евгении Цаценко
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии