Che cos'è la memoria ferroelettrica?
La memoria ferroelettrica ad accesso casuale (FRAM) memorizza i dati del computer utilizzando uno speciale "film ferroelettrico" che ha la capacità di cambiare rapidamente la polarità. È in grado di conservare i dati anche quando non è acceso, quindi è classificato come memoria non volatile. La memoria ferroelettrica funziona senza batterie e consuma poca energia quando le informazioni vengono scritte o riscritte nel chip. Le prestazioni della memoria ad accesso casuale sono combinate con le capacità della memoria di sola lettura nella memoria ferroelettrica. Viene utilizzato per smart card e dispositivi mobili come i telefoni cellulari perché viene utilizzata poca energia e i chip di memoria sono difficili da accedere da parte di qualcuno che li manomette.
Un chip di memoria ferroelettrica funziona utilizzando un film titanato di zirconato di piombo per alterare un campo elettrico attorno ad esso. Gli atomi nel film cambiano la polarità elettrica in positiva o negativa, o viceversa. Ciò fa sì che il film si comporti come un interruttore compatibile con il codice binario e che consenta di archiviare i dati in modo efficiente. La polarità del film rimane la stessa quando l'alimentazione è spenta, mantenendo intatte le informazioni e consentendo al chip di funzionare senza molta energia. I chip di memoria ferroelettrica manterranno anche i dati se l'alimentazione viene improvvisamente disattivata, ad esempio in un blackout.
Rispetto alla memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM) e alla memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente (EEPROM), la memoria ferroelettrica consuma 3.000 volte meno energia. Si stima inoltre che duri 10.000 volte in più poiché le informazioni possono essere scritte, cancellate e riscritte molte volte. Uno strato dielettrico viene utilizzato nella DRAM, ma uno strato ferroelettrico viene utilizzato al posto di esso per la FRAM. Altrimenti la struttura dei diversi chip di memoria è molto simile.
Conosciuta anche come FeRAM, la memoria ferroelettrica può scrivere molto più velocemente di altre memorie. La velocità di scrittura è stata stimata quasi 500 volte più veloce rispetto a un dispositivo EEPROM. Gli scienziati hanno utilizzato i microscopi elettronici per creare immagini dei campi elettrici sulla superficie del chip di memoria. Usando questa tecnica, possono misurare materiali che permettono di controllare la polarizzazione su scala atomica, al fine di creare chip di memoria che funzionano ancora più velocemente.
La memoria ferroelettrica è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ad altri tipi di memoria del computer. È anche più sicuro utilizzare e archiviare i dati perché le informazioni importanti non andranno perse altrettanto facilmente. È adatto per l'uso nei telefoni cellulari e nei sistemi di identificazione a radiofrequenza (RFID). I chip di memoria possono anche riscrivere i dati più volte, quindi la memoria non si consumerà e dovrà essere sostituita in breve tempo.