A Xidian University registrou mais de 10¹⁰ ciclos de escrita em um dispositivo de memória ferroelétrica baseado em wurtzita. O resultado usa um superreticulado de AlScN/AlN para confinar vacâncias de nitrogênio — defeitos que favorecem o aumento da corrente de fuga e a ruptura dielétrica — junto de um protocolo de recuperação dinâmica.
O avanço, publicado em 10 de setembro de 2026, ataca um dos principais obstáculos de uma tecnologia que consegue guardar estados de polarização mesmo sem energia. Mas a marca de endurance pertence a um dispositivo de pesquisa: ela não determina sozinha a densidade, a velocidade, o consumo ou o rendimento necessários para uma memória de produção.
O que a pesquisa da Xidian University demonstrou
O estudo submeteu o dispositivo a ciclos de comutação elétrica e reportou mais de 10¹⁰ ciclos segundo um critério de comutação completa. Para contar como operação bem-sucedida, a polarização remanente precisava permanecer em pelo menos 100 μC/cm².
Em termos simples, o dispositivo alterna a orientação da polarização do material para representar informação. Quando o campo elétrico é removido, essa orientação permanece — daí o caráter não volátil. O número de ciclos mede quantas vezes essa operação pode ser repetida antes que o comportamento elétrico se degrade além do limite definido pelo experimento.
A arquitetura combina camadas de nitreto de alumínio e nitreto de alumínio-escândio, formando um superreticulado de AlScN/AlN. O trabalho também aplica recuperação dinâmica para estabilizar a evolução dos defeitos durante a operação.
Por que a wurtzita interessa à memória
Wurtzita não é um material específico, mas uma estrutura cristalina hexagonal polar. O AlScN é um material que pode assumir essa estrutura e apresentar ferroeletricidade: sua polarização pode ser alterada eletricamente e continuar presente depois que a tensão é retirada.
Essa combinação interessa porque permite imaginar células de memória não volátil, transistores ferroelétricos, junções túnel, diodos e estruturas de computação dentro da memória. Nesse último caso, a própria célula poderia participar de operações de processamento, reduzindo a movimentação de dados entre memória e processador — uma das fontes de custo energético dos sistemas convencionais.
O AlScN também pode ser depositado a temperaturas abaixo de 400 °C; um estudo anterior registrou deposição a 350 °C. A literatura citada ainda descreve comutação em filmes de até 5 nm. São características relevantes para a integração com camadas posteriores de fabricação de chips, mas não equivalem a uma linha de produção pronta.
O problema das vacâncias de nitrogênio
Uma vacância de nitrogênio é, essencialmente, um ponto da rede cristalina onde um átomo de nitrogênio deveria estar, mas não está. Em quantidade e distribuição inadequadas, esses defeitos podem se agrupar e migrar por longas distâncias.
A pesquisa relaciona esse agrupamento e essa migração a três efeitos ligados à degradação: crescimento da corrente de fuga, ruptura dielétrica e perda do comportamento ferroelétrico. É como se pequenas falhas, inicialmente dispersas, encontrassem caminhos para formar uma rota contínua dentro do material.
O superreticulado de AlScN/AlN foi projetado para confinar a evolução dessas vacâncias espacial e energeticamente. A recuperação dinâmica complementa essa barreira ao estabilizar o estado dos defeitos durante os ciclos elétricos. O objetivo não é eliminar todos os defeitos, mas impedir que sua evolução destrua rapidamente a operação da célula.
Dois resultados de 10¹⁰ ciclos que não são iguais
Outro estudo, publicado em 9 de janeiro de 2026, havia registrado mais de 10¹⁰ ciclos em capacitores de Al₀.₆₄Sc₀.₃₆N com filme de 45 nm. Nesse caso, a marca máxima veio de uma condição de comutação parcial.
Na reversão completa da polarização, os mesmos dispositivos sustentaram aproximadamente 10⁸ ciclos, com 2Pr perto de 200 μC/cm². A grande diferença está no que cada teste considera uma operação válida: os dois resultados usam arquiteturas, níveis de polarização e protocolos diferentes.
| Estudo | Arquitetura ou material | Critério de comutação | Resistência registrada | Condição quantitativa |
| Xidian University, 2026 | Superreticulado de AlScN/AlN | Comutação completa | Mais de 10¹⁰ ciclos | Polarização remanente de pelo menos 100 μC/cm² |
| Estudo de AlScN, 2026 | Capacitor de Al₀.₆₄Sc₀.₃₆N, com filme de 45 nm | Comutação parcial | Mais de 10¹⁰ ciclos | Mais de 30 μC/cm² para 2Pr |
| Estudo de AlScN, 2026 | Capacitor de Al₀.₆₄Sc₀.₃₆N, com filme de 45 nm | Reversão completa | Aproximadamente 10⁸ ciclos | 2Pr de aproximadamente 200 μC/cm² |
A comparação correta, portanto, não é simplesmente “um estudo chegou a 10¹⁰ ciclos e o outro também”. O resultado da Xidian envolve comutação completa; o recorde anterior de mais de 10¹⁰ ciclos está associado à comutação parcial. Essa distinção muda o que a endurance representa para uma futura célula de memória.
O que falta antes de substituir memórias convencionais
A durabilidade de uma célula isolada é uma peça importante, mas uma memória utilizável também precisa combinar densidade, velocidade, consumo, retenção de dados, rendimento de fabricação e operação em grandes matrizes. A pesquisa da Xidian não transforma a wurtzita em substituta imediata de DRAM, NAND ou HBM.
Também permanecem desafios ligados aos campos coercivos elevados, à degradação provocada por defeitos, à redução de escala, à densidade e à repetibilidade de fabricação. O AlScN oferece polarização remanente acima de 100 μC/cm² em dispositivos estudados, enquanto materiais ferroelétricos baseados em HfO₂ são descritos na comparação citada com valores típicos de aproximadamente 10–40 μC/cm². Essa diferença de polarização é promissora, mas não substitui uma comparação de sistemas completos.
Por enquanto, o avanço mais concreto é outro: ao confinar as vacâncias de nitrogênio e aplicar recuperação dinâmica, a arquitetura da Xidian University mostra uma maneira de manter a comutação completa por mais de 10¹⁰ ciclos em um dispositivo experimental.
