Hafniya (hafniyum oksitin kısaltması) üzerinde oluşturulan bellek, yarı iletken endüstrisinin silikonu benimsediğinden bu yana malzemelerdeki en büyük atılımı olabilir. SciTechDaily’den rapor. Hafnia’nın yakın zamana kadar hafıza olarak kullanılması zor olsa da, yapılan bir çalışma onu çalıştırmanın ve birçok fayda elde etmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Hatta raporda bunun aynı anda hızlı, verimli ve ucuz olacağı iddia ediliyor ancak fiyat açısından heyecan yaratmayacağına inanmak için iyi nedenler var.
Kimyasal düzeyde hafniya nispeten basittir ve iki oksijen atomuyla birleşmiş tek bir hafniyum atomundan ibarettir. Hafnia’yı bellek yongaları için bir malzeme olarak tercih edilen kılan özellik, ferroelektrik olabilmesidir, bu da onun uçucu olmayan bir bellek türü olarak kullanılabileceği anlamına gelir. Kalıcı bellek, bir güç kaynağı olmadan bile verileri tutabilir ve günümüzün silikon bazlı belleği geçici veya kalıcı olabilse de, günümüzün neredeyse tüm RAM’leri geçicidir.
Sobhit Singh tarafından yapılan bir çalışmada bilim adamı, Rochester Üniversitesi’nden bilim adamlarından oluşan ekibinin ve Knoxville Tennessee Üniversitesi’nden başka bir ekibin hafızaya uygun bir hafnia formunu nasıl yarattığını açıklıyor. Hafnia ile ilgili sorun, varsayılan olarak ferroelektrik olmamasıdır. En son deneylerden önce, hafniyayı ferroelektrik yapmanın tek iki yolunun ya onu birkaç nanometre kalınlığa getirmek ya da itriyumla alaşımlamak olduğu görülüyordu, bu da çekici özelliklerinin çoğunun azalmasıyla sonuçlandı.
Rochester-Tennessee araştırmasındaki atılım, basınç kaldırıldıktan sonra bile ferroelektrik kalan hafnia’nın ferroelektrik formunu oluşturmak için “önemli basınç” kullanmaktı. Aynı teknik aynı zamanda veri depolama açısından da umut verici olan antiferroelektrik hafnia için de kullanılabilir, ancak çok fazla ayrıntı verilmedi.
Singh, belleğin uçucu ve manyetik biçimleri olan DRAM ve MRAM’ın aksine, “Ferroelektrik bellek biçimleri sağlamdır, ultra hızlıdır, üretimi daha ucuzdur ve enerji açısından daha verimlidir” diyor. Ancak fiyatla ilgili bu nokta oldukça tartışmalı çünkü hafnia şu anda kesinlikle ucuz değil. Reuters’ten bir rapor Geçen yılın başında hafniyumun (hafniyanın temel bileşeni) 2021’den bu yana artan talep nedeniyle neredeyse beş kat fiyat artışı gösterdiği ve maliyetinin kilogram başına yaklaşık 1.000 dolardan yaklaşık 5.000 dolara çıktığı belirtildi. Bununla birlikte, kilogramı 1000 dolardan bile olsa hafniyum, kilogram başına onlarca dolar cinsinden ölçülen silikondan çok daha pahalıdır.
Hafnia ucuz bir malzeme olsa bile, hafıza çiplerinin yapımında önemli bir malzeme haline gelirse ucuz kalacağına inanmak için çok az neden var. Arz değişmediği sürece daha fazla talep fiyatları yükseltiyor ve hafnia’nın silikon ve silikon bazlı malzemeler kadar üretilmediğini kesinlikle varsayabiliriz. Performans, verimlilik ve kalıcılık hakkındaki iddialar geçerli olsa da, fiyat muhtemelen hafnia tabanlı belleğin, raporların ima ettiği mucizevi yarı iletken olmasını engelleyecektir.
