Увеличение плотности записи информации на флэш-картах сопровождается постоянной модификацией ячеек памяти. Для этой цели современной наукой уже предложено много новых материалов и физических принципов. В настоящее время выделяют три перспективных направления исследований: материалы на основе нитридов различных металлов (AlN, GaN); ферроэлектрическая поляризация диэлектриков (ferroelectric memory); движение протонов в изолированном слое (proton memory). Последний подход наиболее привлекателен для создания запоминающих устройств, так как требует минимального напряжения для записи информации. К сожалению, промышленное производство протонной памяти неизбежно столкнется с рядом трудностей. Использующие в настоящее время методы генерации протонов (высокотемпературная обработка и ионное легирование) не позволяют с достаточной точностью контролировать концентрацию протонов и, как следствие, функциональные характеристики запоминающих устройств.
В работе “Molecular Storage Elements for Proton Memory Devices”, опубликованной в журнале “Advanced Materials”, предлагается простое решение технологической проблемы. Использование в качестве базового материала протонсодержащих полимеров значительно понижает стоимость устройства. Синтез из растворов методом spin-coating прост в исполнении и позволяет в широких пределах варьировать толщину пленки, концентрацию протонов и протонную проводимость материала, что необходимо для контроля характеристик получаемых устройств.
В качестве донора протонов авторами использована 12-фосфорновольфрамовая кислота H3PW12O40 (HPW), стабилизированная полиметилметакрилатом (PMMA). Полученное устройство имеет слоистую структуру, в которой 270 нм слой HPW/PMMA расположен между двумя ионоблокирующими электродами (IBE). Под действием электрического поля кислота диссоциирует практически нацело с образованием трех H+ (рис. 1а-с). Протоны мигрируют в сторону от положительного электрода, создавая, таким образом, разность потенциалов, которая исчезает после снятия напряжения. Добавление дополнительного слоя, способного химически связывать протоны (в работе использовано сильное основание 2-аминоантрацен - AA), позволяет получать энергонезависимую память. В этом случае ассоциация кислоты после снятия напряжения не происходит, и заданный потенциал сохраняется (рис. 1e-d).
