Ученые нашли материал с «памятью» о собственном прошлом

Диоксид ванадия (VO2) — материал, способный демонстрировать прямо противоположные свойства. При нагревании до температуры около плюс 68 градусов Цельсия он совершает резкий фазовый переход, из полупроводника становясь проводником, а при остывании возвращается в прошлое состояние.

Новые эксперименты показали, что при этом материал сохраняет «память» о совершенном переходе на часы, а возможно, и целые дни. Благодаря такой способности он может открыть совершенно новое направление в развитии микроэлектроники — в создании следующего поколения микросхем для вычислений и памяти. Об этом ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics.

Элисон Матиоли (Elison Matioli) и его коллеги исследовали скорость фазового перехода диоксида ванадия под действием сверхкратких импульсов тока. Его движение через материал вызывало нагрев и изменение кристаллической структуры, приводя к фазовому переходу в металлическое состояние. Точные измерения показали, что материал «запоминает» такой переход и в следующий раз совершает его легче. «Память» VO2 сохраняется на протяжении как минимум трех часов.

Инструментов, позволяющих измерить эффект на более долгих промежутках времени, у ученых пока нет. Однако они полагают, что в принципе его можно будет проследить в течение нескольких дней после первоначального перехода. Кроме того, Матиоли и его соавторы считают, что аналогичными свойствами могут обладать некоторые другие соединения.

Если такие материалы найдут и освоят, они способны совершить революцию в микроэлектронике. Устройства на их основе могут служить деталями для вычислительных микросхем и элементов памяти. Они станут еще дешевле, быстрее и масштабируемее, чем современные, которые производятся на основе полупроводников. Над подобными устройствами, основанными на фазовых переходах в материале, работают и в России.