Ricercatori hanno prodotto wafer da 4 pollici di nitruro di boro romboedrico a cristallo singolo e li hanno usati per realizzare transistor di memoria ferroelettrica veloci, non volatili e resistenti a miliardi di cicli. Lo studio, pubblicato su Nature Nanotechnology il 29 settembre 2026, affronta uno dei limiti principali dei materiali 2D ferroelettrici: crescere in modo uniforme e riproducibile su aree abbastanza grandi per pensare a una vera integrazione elettronica.
Il materiale è il nitruro di boro romboedrico, abbreviato rBN. A differenza della forma esagonale più comune, gli strati atomici sono impilati secondo una sequenza ABC che permette una polarizzazione elettrica commutabile attraverso lo scorrimento relativo dei piani.
Perché il wafer da 4 pollici conta
La ferroelettricità a scorrimento era già stata osservata in materiali bidimensionali, ma produrre grandi aree con qualità cristallina uniforme e caratteristiche ripetibili è molto più difficile. Il team ha sviluppato una strategia di epitassia interfacciale guidata da gradini su un substrato controllato, così da stabilizzare la fase romboedrica e allineare i domini durante la crescita.
Come funzionano le memorie rBN
Il gruppo ha integrato il rBN in transistor ferroelettrici a effetto di campo, o FeFET. La polarizzazione può essere commutata e mantenuta anche quando l’alimentazione viene rimossa, principio che permette di usare il dispositivo come memoria non volatile.
Nei test sperimentali i dispositivi hanno mostrato commutazione su scala nanosecondo, resistenza superiore a 2 × 10^9 cicli e una proiezione di ritenzione dei dati di 10 anni. Gli array costruiti sul wafer hanno raggiunto rapporti on/off nell’ordine di 10^6.
Quanto può miniaturizzarsi
Gli autori hanno realizzato dispositivi con canali fino a 30 nanometri. Anche a questa scala le celle hanno mantenuto una finestra di memoria ampia, circa 4 volt, e stabilità termica oltre 470 kelvin. Sono risultati promettenti, ma ancora ottenuti in dispositivi sperimentali.
Il collegamento con gli altri materiali 2D
Su iCrewPlay Tech abbiamo già seguito la produzione di grafene di qualità crescente su grandi aree e le proprietà emergenti ottenute impilando materiali bidimensionali. Il nuovo rBN aggiunge una funzione diversa: una memoria ferroelettrica basata sullo scorrimento degli strati.
Perché non significa che sostituirà subito le memorie attuali
- un wafer da 4 pollici è un progresso di scala, ma resta più piccolo degli standard industriali più diffusi;
- servono dati di resa produttiva e uniformità su linee di fabbricazione reali;
- integrazione, contatti e trasferimento del materiale devono restare compatibili con i processi dei chip;
- i valori di ritenzione a lungo termine sono proiezioni sperimentali.
Cosa cambia davvero
Il risultato sposta il nitruro di boro romboedrico da piccoli campioni verso una piattaforma più vicina alla scala dei wafer. La combinazione di crescita riproducibile, memoria non volatile, commutazione rapida e forte resistenza ai cicli rende il lavoro interessante per memorie ad alta densità. Il passaggio alla produzione industriale resta però da dimostrare.
Fonte primaria: Single-crystal rhombohedral boron nitride wafers for integrated sliding ferroelectric memory, Nature Nanotechnology, 29 settembre 2026.
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