SI24265A - Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja - Google Patents

Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja Download PDF

Info

Publication number
SI24265A
SI24265A SI201200364A SI201200364A SI24265A SI 24265 A SI24265 A SI 24265A SI 201200364 A SI201200364 A SI 201200364A SI 201200364 A SI201200364 A SI 201200364A SI 24265 A SI24265 A SI 24265A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
permanent
ultrafast
bistable device
hardening
state
Prior art date
Application number
SI201200364A
Other languages
English (en)
Inventor
Ljupka Stojčevska
Tomaž Mertelj
Igor Vaskivskyi
Dragan Mihailović
Original Assignee
Institut "Jožef Stefan"
Center Odličnosti Nanoznanosti In Nanotehnologije - Co Nanocenter
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut "Jožef Stefan", Center Odličnosti Nanoznanosti In Nanotehnologije - Co Nanocenter filed Critical Institut "Jožef Stefan"
Priority to SI201200364A priority Critical patent/SI24265A/sl
Priority to PCT/SI2013/000056 priority patent/WO2014084799A1/en
Priority to US14/648,902 priority patent/US9589631B2/en
Priority to EP13793002.0A priority patent/EP2926343A1/en
Publication of SI24265A publication Critical patent/SI24265A/sl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0004—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising amorphous/crystalline phase transition cells
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/047—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using electro-optical elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/08—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by electric charge or by variation of electric resistance or capacitance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045—Recording
    • G11B7/00454—Recording involving phase-change effects
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B7/2433—Metals or elements of Groups 13, 14, 15 or 16 of the Periodic Table, e.g. B, Si, Ge, As, Sb, Bi, Se or Te
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/04—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using record carriers having variable electric resistance; Record carriers therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0007—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising metal oxide memory material, e.g. perovskites
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021—Auxiliary circuits
    • G11C13/004—Reading or sensing circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021—Auxiliary circuits
    • G11C13/0097—Erasing, e.g. resetting, circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24306—Metals or metalloids transition metal elements of groups 3-10
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24318—Non-metallic elements
    • G11B2007/2432—Oxygen
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24318—Non-metallic elements
    • G11B2007/24324—Sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja. Izum se nanaša na trajno bistabilno napravo na osnovi ultrahitrega dušenja, ki se sestoji iz aktivne snovi na pasivnem ali aktivnem substratu, ki spremeni svoje fizikalne lastnosti po izpostavljenosti časovno dovolj kratki zunanji motnji, ki povzroči ultrahitro kaljenje. Motnjo lahko ustvari zunanji ultrakratki laserski sunek ali ultrahitri električni sunek iz elektro-optične naprave ali katerega koli drugega generatorja ultrakratkih sunkov. Spremembo lastnosti materiala lahko detektiramo kot spremembo njegovih optičnih lastnosti ali električne upornosti. Dielektrične lastnosti se lahko povrnejo v izhodiščno stanje ob uporabi toplotnega sunka električnega grelca v sami napravi ali zunanjega laserja.

Description

Predstavitev izuma opisuje trajen bistabilen pomnilnik na osnovi ultrahitrega laserskega kaljenja oziroma na osnovi preklapljanja med ravnovesnim stanjem A in trajnim stanjem B, ki ga omogoča ultrahitro kaljenje. Za stanje B je značilna teksturirana struktura, ki je metastabilna in je ne moremo oblikovati s postopno toplotno obdelavo materiala, ki ni amorfna in je ne moremo doseči drugače kot z izpostavitvijo časovno kratki perturbaciji, ki jo običajno, čeprav ne nujno, izvedemo z ultrakratkim laserskim sunkom. Na primer, preklop iz stanja A v stanje B majhne pike na površini kristala 17-TaS2 dosežemo z uporabo ultrakratkega laserskega sunka, čigar tipična dolžina je 50 fs, ki omogoči, da je material dovolj hitro ohlajen (kaljen) skozi fazni prehod, da se oblikujejo metastabilne teksture. Lastnosti materiala ob tako ustvarjenem stanju B se toliko razlikujejo od lastnosti pri stanju A, da lahko zaznamo spremembo njegove optične odbojnosti ali prepustnosti, ali kako drugo spremembo, na primer spremembo v električni upornosti. Preklop iz stanja B v stanje A pa lahko dosežemo z uporabo drugačnega, daljšega laserskega sunka ali z lokalnim segrevanjem.
Ozadje izuma
Trenutno stanje tehnološkega razvoja se nanaša na snovi, ki spremenijo fazo pod vplivom svetlobe ali električnega polja ali toka, da jih lahko uporabimo kot trajne pomnilniške elemente. Ti pomnilniki s fazno menjavo (poznamo jih kot PCME, PRAM, PCRAM, Ovonic Unified Memory, Chalcogenide RAM and C-RAM) imajo obliko trajnega računalniškega pomnilnika. Pomnilniki PRAM izkoriščajo edinstveno obnašanje halkogenidnega stekla. Toplota, ki jo ustvari prehod električnega toka, spreminja stanje materiala, ki je kristalinično ali amorfno. Najnovejše verzije imajo lahko še dve dodatni različni stanji, zaradi katerih se podvoji kapaciteta pomnilnokov. PRAM predstavlja eno izmed pomnilniških tehnologij, ki na področju trajnosti tekmuje z vsestransko sprejetimi USB ključki.
• ·
Stanford R. Ovshinsky iz podjetja Energy Conversion Devices je leta 1960 prvi raziskal lastnosti halkogenidnega stekla za namen potencialne pomnilniške tehnologije. Leta 1969 je Charles Sie objavil disertacijo [Pomnilniške naprave, ki uporabljajo bistabilno upornost v amorfnih filmih As-Te-Ge, C. H. Sie, doktorska disertacija, lowa State University, publikacija Proquest/UMI #69-20670, januar 1969][Pomnilniki na osnovi halkogenidnega stekla in bistabilne upornosti C.H. Sie, A.V. Pohm, P. Uttecht, A. Kao in R. Agravval, IEEE, MAG-6, 592, september 1970]. Obe besedili opišeta in prikažeta izvedljivost pomnilnika na osnovi fazne menjave, ustvarjenega z integracijo halkogenidnega filma s poljem diod. Študija iz leta 1970 pa je pokazala, da pomnilniški mehanizem z menjavo faze stanja v halkogenidnem steklu vključuje rast kristaliničnega filamenta induciranega z električnim poljem. [Tvorba filamenta v polprevodniku As-Te-Ge inducirana z električnim poljem, C.H. Sie, R. Uttecht, H. Stevenson, J. D. Griener in K. Raghavan, Journal of NonCrystalline Solids, 2, 358-370,1970], Leta 1970 je v septemberski številki časnika Electronics Gordon Moore objavil članek o novi tehnologiji, vendar pa so težave povezane s kvaliteto materiala in energijsko porabo njihove izdelave preprečili komercializacijo te tehnologije.
Električni upornosti kristaliničnega stanja in amorfnega stanja halkogenidnega stekla sta zelo različni. Amorfno stanje visoke upornosti predstavlja binarno 0, medtem ko kristalinično stanje nizke upornosti predstavlja 1. Halkogenid je material, ki ga uporabljamo tudi za prepisljive optične medije (na primer CD-RW in DVD-RVV). V teh primerih manipuliramo z optičnimi lastnostmi materiala, ne pa z njegovo električno upornostjo, saj se tudi lomni količnik halkogenida spreminja s stanjem materiala. Wuttig in Yamanda Nat Mat 6, 824 (2007), Sokolowski-Tinten PRL 81, 3679 (1998), Siegel APL 84, 2250 (2004), Forst App. Phys. Lett. 77, 1964 (2000) poročajo o spremembah koherentnega fononskega spektra povezanih s faznim prehodom. Rueda APL 98, 251906 (2011) obravnava razliko v vibracijskih frekvencah pri amorfnih in kristaliničnih fazah. O mehanizmu preklapljanja razpravljajo Kolobo et al. Nat. mat 3, 703 (2004), ki so modelirali spremembo koordinacije atomv Ge iz tetraedrične v oktaedrično, saj ta sprememba omogoča preklapljanje med amorfno in kristalinično fazo. Sedanje stanje pomnilnikov s fazno menjavo so povzeli Burr et al. (Journal of Vacuum Science and Technology B, 28, st. 223-262, (2010)), ki so zbrali podatke o ustreznih patentih in drugih publikacijah.
Čeprav PRAM še ni dosegel stopnje komercializacije potrošniških elektronskih naprav, pa skoraj vse njegove prototipne naprave uporabljajo halkogenidno zlitino germanija, antimona in telurja (GeSbTe), ki se imenuje GST. Stehiometrija oziroma razmerje elementov Ge:Sb:Te je 2:2:5. Ko GST segrevamo do visoke temperature (preko 600°C), se njegova halkogenidna kristaliničnost izgubi. Ko pa ga ohladimo, je zamrznjen v amorfnem, steklastem stanju in njegova električna upornost je visoka. Če halkogenid segrevamo do temperature, ki je nad kristalizacijsko točko, a pod tališčem, se bo spremenil v kristalinično stanje z bistveno manjšo upornostjo. Čas potreben za ta fazni prehod je odvisen od temperature. Hladnejši deli halkogenida za kristalizacijo potrebujejo daljši čas, medtem ko se pregreti deli lahko znova stalijo. Običajno se kot časovnica kristalizacije navaja velikostni red 100 ns. [H. Horii et al.,2003 Symposium on VLSI Technology, 177-178 (2003).] To je daljši čas, kot ga potrebujejo konvencionalne nestanovitne pomnilniške naprave, kot na primer moderni DRAM, ki za preklapljanje potrebujejo velikostni red dveh nanosekund. Vendar pa je januarja 2006 patentna prijava podjetja Samsung Electronics poročala, da je za PRAM možno preklapljanje doseči celo v petih nanosekundah.
Nedavni napredek, ki sta ga dosegla Intel in ST Microelectronics omogoča bolj natančen nadzor nad stanjem materiala, ki se lahko spremeni v eno od štirih različnih stanj: poleg že zananih stanj amorfnosti in kristaliničnosti še dve novi stanji delne kristalizacije. Vsako od the stanj ima drugačne električne lastnosti, ki jih lahko določamo med odčitavanjem in ki celici omogočajo, da predstavlja dva bita in tako podvoji pomnilniško gostoto. [A Memory Breakthrough, Kate Greene, Technology Review, 04-Feb-2008].
De Jong et al. (Phys. Rev. Lett. 108 157601 (2012)) so poročali o magnetnem, trajnem pomnilniškem preklapljanju s pomočjo lasersko vzbujanih ortoferitov redkih zemelj (SmPr)FeO3 in ob tem pokazali, da en krožno polariziran laserski sunek dolg 60 fs lahko v časovnem okviru ene pikosekunde tvori magnetno domeno s smerjo magnetizacije, ki jo določi sučnost svetlobe. Kirilyuk, Kimel in Rhasing (Rev.Mod.Phys. 82, (2010)) obravnavajo ultrahitro preklapljanje domenskih struktur z laserskimi sunki v različnih magnetnih sistemih. Pomembna vloga, ki jo ima dinamika magnetne domenske stene v procesu lasersko induciranega magnetnega obrata je bila pred kratkim demonstrirana s pomočjo časovno odvisnega, magneto-optičnega zajema slik lasersko vzbujanih tankih filmov TbFeCo (Ogasavvara et al., 2009). Nobeno od objavljenih del o magnetnih sistemih pa ne obravnava elektronske ali strukturalne tvorbe domene ali mehanizma kaljenja potrebnega za formiranje magnetnih ali kakih drugih domen.
Rini et al. (Optics letters 30, 558 (2005)) opišejo ultrahitro preklopno napravo narejeno na osnovi VO2, ki temelji na preklapljanju strukturnega prehoda prvega reda, vendar ne vključuje formiranja domene z ultrahitrim kaljenjem, saj je prehod lahko dosežen tudi s počasnimi termičnimi cikli.
Memristorski pomnilnik, ki so ga leta 2008 razvili v podjetju Hevvlett Packard [HP in Hynix naj bi do 2013 začela s proizvodnjo memristorskih izdelkov, osebnih računalnikov in čipov, 10-0ct.-2011] temelji na nelinearni upornosti stikov kovinaoksid-kovina, tako da kadar električni tok poteka v določeni smeri skozi memristor, električna upornost naraste, kadar pa tok poteka v nasprotni smeri, upornost upade (Memristor FAQ. Hevvlett-Packard. http://www.hpl.hp.com/news/20Q8/aprjun/memristor faq.html zabeleženo 2010-09-03.).
Kahn (Appl. Phys. Lett., št. 22, st.111 (1973), US Patent 4405993, Sept. 20, 1983) je poročal o pomnilniški napravi, pri kateri se hlajenje zaslona (po možnosti) smektičnih tekočih kristalov uporablja za ustvarjanje močno sipajoče in depolarizirajoče smektične teksture, pri čemer hitro hlajenje zamrzne neurejenost prisotno v izotropnem stanju, počasno hlajenje pa omogoča, da se neurejene molekule reorganizirajo v enotno nesipajočo strukturo, ki ustreza robnim pogojem, in so uporabljene za izbris zapisane informacije. Velikost pike v sipajočem predelu je primerljiva s premerom laserskega snopa in, v skladu s patentom, je struktura stabilna v temperaturnem razponu med -10 and +40 °C; ta pa je v primerih posebnih zmesi lahko tudi večji.
Yusupov et al. (Nat. Phys. 6, 681 (2010)) obravnavajo tvorjenje domen v TbTe3 in podobnih spojinah DyTe3, K0.3MoO3 in TaSe2, ustvarjenih z ultrahitrim mehanizmom kaljenja, in njihovo uničenje na pikosekundni časovni skali. Avtorji poročajo tudi o ustvarjanju domenske strukture z domenami, ki so vzporedne s površino kristala, zaradi nehomogene narave vzbujanja in, ker je koherenčna dolžina ureditvenih parametrov v materialu bistveno manjša od fotovzbujanega področja, so ustvarjeni topološki defekti. Ne poročajo pa o metastabilnih ali trajnih stanjih, ki bi jih v teh spojinah povzročilo kaljenje.
Tehnični problem, ki v preteklosti, glede na razvoj predstavljen v gornjih odstavkih, ni bil razrešen, je mogoče rešiti s predstavljanim izumom trajne bistabilne pomnilniške naprave na osnovi ultrahitrega kaljenja. Termin “kaljenja” tu razumemo v smislu definicije, ki jo poda Oxford English Dictionary, in sicer kot “hitro hlajenje”.
Kratek opis izuma
Predstavljeni izum uporablja elektronski material, ki spremeni optične in električne lastnosti po hitrem dušenju s faznim prehodom; le-tega povzroči ultrahitra motnja, ki ustvari teksturirano stanje; to pa je rezultat hitrega hlajenja (kaljenja).
Laserski sunek povzroči nastanek nekaterih elementarnih vzbuditev snovi (elektronskih, posebej pa fononskih ali spinskih) s hitrim segrevanjem nad določeno temperaturo prehoda Tc, ki se potem hitro ohladijo preko temperature Tc proti ravnovesnemu stanju (kaljenje). Med procesom kaljenja spontano nastanejo topološki defekti ali podobne teksture. Fizikalna osnova tega učinka je podobna mehanizmu Kibble-Zurek, ki sta ga opisala Kibble (J.Phys. A-Math Gen 9, 13871398, 1976)) and Zurek (Nature, 317, 505 (1985)), pri katerem različna področja fotovzbujane pike, podvržene faznemu prehodu - ki lahko vključuje zlom simetrije ali pa tudi ne - pridobijo različne amplitude, faze ali smeri ureditvenega parametra. Ker so različna področja v prostoru vzročno nepovezana, se tvorijo številne domene, ki so pod določenimi pogoji lahko stabilne in lahko celo tvorijo periodično strukturo. Do takšnega učinka pride, ko je koherenčna dolžina sistema manjša od vzbujane prostornine podvržene prehodu. Pri drugačni strukturi pa process dušenja povzroči fazno ločitev ali mezoskopsko mešano fazo, ko gre za prehod prvega reda. V vseh primerih je novo stanje pri temperaturi okolice trajno, njegova življenjska doba pa je dovolj dolga, da omogoči dolgotrajno hranjenje informacije. Prehod iz metastabilnega stanja nazaj v termodinamično osnovno stanje lahko dosežemo s segrevanjem z laserjem ali s segrevanjem na kak drug način.
Praktična vrednost materiala kot je 1T-TaS2, je v njegovi sposobnosti, da na mezoskopski ravni pol-trajno spremeni svoje stanje v topološko teksturirano stanje s hkratno spremembo svojih optičnih in/ali električnih lastnosti po osvetlitvi njegove površine z zelo kratkim laserskim sunkom, tipično krajšim kot 5 pikosekund. Za razliko od naprav s spremembo faze, kjer se sprememba nanaša na preklapljanje med kristalinično in amorfno fazo, ali med dvema termodinamično različnima homogenima fazama, pa se sprememba tu nanaša na spremembo stanja, pri kateri se elektronska, magnetna in strukturna ureditev spremenijo med hitrim kaljenjem tako, da se tvori mezoskopsko teksturirano stanje. Do spremembe termodinamičnega osnovnega stanja pride le pod izrazito neravnovesnimi pogoji in se nanaša na termično ravnovesje, bolj natančno, na neravnovesje elektronskih, magnetnih ali mrežnih eksitacij.
Snov uporabljena za ta namen je lahko, čeprav ne izključno, katerakoli plastovit halkogenid prehodne kovina, lahko so tudi halkogenidi redkih zemelj in njihovi politipi, na primer, ne pa izključno, 1T-TaS2, 4Wb-TaS2, TbTe3, molibdenov oksid MoxOy ali drugi dihalkogenidi, trihalkogenidi in oksidi prehodnih kovin, na primer volframa, titana, niobija, samarija, gadolinija, disprozija in molibdena, ki imajo v svojih osnovnih stanjih ureditev vala gostote naboja/spina ter fazne prehode v temperaturnem razponu med temperaturo tekočega helija in njihovimi temperaturami taljenja, sublimacije ali razgradnje. Snov je lahko v obliki monokristala ali tankega filma nanešenega na substrat ali disk, na primer enoplastni MX2; lahko pa uporabimo material raščen na kak drug način, na primer, ne pa izključno, z epitaksijo z molekularnim snopom, kemijskim naparevanjem, nanosom atomskih plasti in nanosom s sunkovnim laserjem.
Izum je opisan in predstavljen na slikah, ki prikazujejo:
Slika 1 predstavlja shemo procesa laserskega zapisa na kristal 1 T-TaS^
Slika 2 predstavlja sunkovno zaporedje za ponavljajoče pisanje (W) in brisanje (E) informacije na kristal 1T-TaS2 pri temperaturi 30 K;
Slika 3 predstavlja spekter kolektivnega amplitudnega nihanja (AM) pri 2.46 THz in fononske nihanja (2.1, 2.17, 3.18 in 3.88 THz) v izvornem stanju in po preklopnem ciklu;
Slika 4 predstavlja energijski prag, Ut, sunka W kot funkcijo dolžine med 50 fs in 4 ps;
Slika 5 predstavlja shemo vrtečega se diska, prevlečenega s primernim materialom, na primer z 1 T-TaS2;
Slika 6 predstavlja dvokontaktno vezje z geometrijo upornovnega stikala s preklopom, ki je induciran z laserskim sunkom;
Slika 7 predstavlja upornost vezja iz Slike 6 po ekspoziciji laserskimi sunki dolgimi 50 fs, od katerih ima vsak energijsko gostoto 6 mJ/cm2.
V osnovni izvedbi predstavljenega izuma se zapis informacije na material izvaja z ultrahitrim laserskim sunkom s tipično dolžino 50 fs pri valovni dolžini 780 ali 800 nm zbranim na poljubno veliko točko, omejenim z uklonom svetlobe. Po izpostavljenosti enemu ali več sunkom se na materialu ustvari točka, ki ima, v primerjavi z začetnim stanjem, spremenjeno amplitudo, fazo in topološko strukturo ureditvenega parametra in spremenjene mikroskopske lastnosti prikazane na Sliki 1. Laserski snop 1 z ultrakratkim laserskim sunkom je zbran na majhno piko na površini 2. Sunek povzroči spremembo stanja v delu absorbcijske prostornine tako, da je pika 3 določena s spremenjeno odbojnostjo. Lateralna nehomogenost laserskega snopa 1 na vzorcu povzroči nehomogenost v kocentrični obliki 4. Sliki 1 c in 1 d kažeta shemo ureditvene strukture 5 v preklopljeni piki 3 po izpostavljenosti prostorsko nehomogenemu ultrakratkemu sunku. Ob laserski valovni dolžini 800 nm, ki jo običajno uporabljamo, je globina absorpcije približno 20 nm. Laserska nehomogenost je veliko večja v smeri pravokotno na površino kot paralelno na površino, zato so značilne dimenzije tekstur veliko manjše v pravokotni smeri kot pa v paralelni smeri. Kritični parametri za izvajanje spremembe stanja so energijska gostota na enoto prostornine in dolžina sunka zunanje perturbacije, ki je odvisna od parametrov vpadnega laserskega sunka in od vdorne globine svetlobe. Ko uporabljamo vzbujanje z laserskim sunkom, mora energijska gostota laserja preseči kritično vrednost, da lahko pride do spremembe stanja; ob tem pa mora biti dolžina sunka dovolj kratka, da se vzpostavi neravnovesno stanje.
V drugačni izvedbi pa za preklapljanje uporabljamo ultrakratke električne sunke, na primer sunke, ki jih ustvarja elekto-optično vzorčno vezje, ki pri generiranju ultrakratkih električnih sunkov iz ultrakratkih laserskih sunkov temelji na Pockelsovem pojavu.
Branje podatkov se lahko izvede z meritevijo optične odbojnosti, kjer je obseg spremembe odbojnosti odvisen od valovne dolžine svetlobe, meritvijo električne upornosti med dvema ali večimi kontakti in z uporabo poljubne metode.
Izbris je izveden s segrevanjem pike z daljšim laserskim sunkom, z lokalnim električnim grelcem vgrajenim v napravo, ali z gretjem celotnega vzorca do kritične temperature nad temperaturo okolice, pri kateri pride do spremembe stanja.
V eni od izbranih izvedb izuma ultrakratek laserski sunek povzroči trajno spremembo upornosti tankega filma, čigar debelino je primerljiva z optične vforno globino svetlobe, ki jo uporabimo za spremembo stanja. Upornost med dvema kontaktoma lahko merimo s pomočjo ustreznega električnega vezja. Polje kontaktov lahko uporabimo za sestavo večih elementne naprave, pri čemer uporabimo podobno strategijo kot pri napravah na fazno spremembo.
Stanje po kaljenju ima lahko optično ali elektronsko nehomogeno teksturo, ali pa tvori urejeno strukturno stanje, čigar lastnosti so drugačne od lastnosti prvotnega stanja.
Specifične prednosti pomnilniške naprave:
1. Operacija zapisa na posamezni bit je dosežena z motnajami dolgimi 50 fs ali manj, kar je bistveno hitreje kot pri konkurenčnih pomnilniških napravah.
2. Hitrost branja je omejena z optičnim procesiranjem ali z lastnostmi priključenega vezja.
3. Pomnilniški element je trajen.
4. Hitrost izbrisa v posameznih elementih je določena s termičnimi lastnostmi materiala v tankem filmu in se lahko izvede v pikosekundah.
5. Celotni izbris izvedemo s segrevanjem nad specifično temperaturo.
Izum trajne bistabilne pomnilne naprave na osnovi ultrahitrega kaljenja se sestoji iz aktivnega materiala na pasivnem ali aktivnem substratu, ki spremeni svoje lastnosti po izpostavljenosti dovolj kratki zunanji motnji, ki povzroči ultrahitro kaljenja. Motnjo lahko ustvarja zunanji ultrakratki laserski sunek, ultrakratki električni sunek iz elektrooptične naprave ali kak drug generator ultrakratkih sunkov. Spremembo lastnosti snovi lahko zaznamo kot spremembo optičnih lastnosti ali električne upornosti.
Dielektrične lastnosti se povrnejo v svoje osnovno stanje ob uporabi toplotnega sunka električnega grelca v sami napravi ali zunanjega laserja. Z uporabo na siliciju temelječe tehnologije je naprava lahko, kot matrika integrirana v elektronski čip, ali pa na katerikoli drug substrat, ki ga lahko optično ali električno naslavljamo. Alternativno jo lahko uporabljamo tudi kot napravo za shranjevanje podatkov v obliki vrtečega se diska, ki je prevlečen z aktivnim materialom, na katerega so podatki zapisani z ultrakratkimi laserskimi sunki; odčitavanje teh podatkov pa poteka z zaznavanjem odbite oziroma prepuščene svetlobe.
Primeri
Sledeči primeri ilustrirajo izum, ne da bi ga omejevali le na te primere.
Primer 1
Pri temperaturi okolice 30 K je kristal 1 T-TaS2 (stanje A) osvetljen z enim laserskim zapisnim (W) sunkom z dolžino 50 fs, energijo 1 mJ/cm2 in valovno dolžino 800 nm ter usmerjen na piko s premerom 50 mikronov (Slike 1a-c). Po ekspozicij s sunkom W je za novo stanje značilna spremenjena optična odbojnost, ki se spremeni za približno 5%, kar izmerimo z odbitim kontinuiranim laserskim snopom z valovno dolžino 800 nm (Slika 2). Ob spremembi stanja pride tudi do spremembe frekvence kolektivnega načina, ki je prikazana na Sliki 3 in je bila izmerjena s koherentno časovno ločljivo optično spektroskopijo. Frekvenca kolektivnega amplitudnega načina 11 v osnovnem stanju je 2.46 THz. Po sunku W se pojavi nov način 12, in sicer s frekvenco 2.39 THz, s približno isto širino kot začetni način, ki izgine po sunku W. Tudi amplitude drugih nihanj s frekvencami 2.1, 2.17, 3.18 in 3.88 THz se v preklopljenem stanju reverzibilno spremenijo in ob tem nakazujejo prisotnost urejenega stanja. Frekvenca kolektivnega načina z vrednostjo 2.39 THz ne ustreza nobeni znani ravnovesni fazi strukture snovi ali politipa pri dani temperaturi, kar kaže na novo stanje snovi, ustvarjeno zaradi ultrahitrega kaljenja. Preklapljanje lahko dosežemo le z ultrakratkimi laserskimi šunko, krajšimi od 5 ps, pri katerih prag preklapljanja Ut narašča z naraščajočo dolžino sunka. Slika 4 prikazuje primer praga pri temperaturi 30 K. Šunko, ki so bili daljši od 5 ps niso povzročali preklapljanja.
Sistem lahko preklopimo iz stanja B nazaj v stanje A z generiranjem zaporedja sunkov dolgega 40 ms v skupnem številu 104 sunkov, od katerih je vsak dolg 50 ps; ti sunki so označeni kot izbrisni (E) pulzi (Slika 2). Po izpostavljenosti sunkom E odbojnost in frekvenca kolektivnega načina zavzameta svoje osnovne vrednosti. Proces je ponovljiv in zelo robusten ter ni odvisen od izvora ali podrobnih pogojev za rast kristala 1T-TaS2.
Primer 2
Vlak sunkov iz polprevodnimškega laserja, ki deluje v fazno vklenjenem načinu, z valovno dolžino 780 nm, z dolžino sunkov 1 pikosekundo, visoko repeticijo z vršno energijo 1 mJ/cm2 je moduliran z optičnim modulatorjem, da ustvari zaporedje laserskih sunkov, ki prenašajo informacije v binarnem zapisu. Snop 1 (Slika 5) je fokusiran, z lečo 7, na vrteči se disk 6 prevlečen s kristaliničnim ali polikristaliničnim 1 T-TaS2 nanešenim na podporni substrat. Hitrost vrtenja diska je takšna, da vsak laserski sunek iz laserskega zaporedja pade na novo piko. Vsak laserski sunek povzroči spremembo stanja na ciljni piki 3, ki deluje kot shranjevalni bit. Površina diska tako omogoča binarno shranjevanje podatkov, ki jih je mogoče brati optično, z zaznavo prostorske modulacijo odbojnosti površine (Slika 5).
Primer 3
Tanek film tipa 1 T-TaS2 je nanešen na safirni substrat 9 (Slika 6) z metodo lepljivega traku, pri čemer je kristal najprej pritisnjen na safir, potem pa delno odluščen z lepljivim trakom, dokler na safirju ne ostane ravno prav debel film 1 T-TaS2. Kontakta 8 sta s standardnimi litografskimi tehnikami nameščena na vrhnjo plast tankega filma. Razdalja med kontaktoma je 20 mikrometrov. Upornost med kontaktoma merimo 10 z ohm-metrom pri temperaturi okolice 30 K. Posamezni laserski sunki z dolžino 50 fs so izbrani iz pulznega zaporedja z akustično-optičnim modulatorjem in usmerjeni (1) med kontaktoma v piko 3 s premerom 20 mikrometrov. Kot kaže Slika 7, se po izpostavljenosti sunkom 50 fs, z valovno dolžino 800 nm in z energijsko gostoto 6 mJ/cm2 upornost spremeni. V tem primeru po prvem sunku 50 fs upornost pade iz 94 kOhm na 84 kOhm. Po drugem sunku upornost pade na 82.5 kOhm, po tretjem sunku pa pade na 78 kOhm in se na koncu ustali pri približno 75 kOhm. Po četrtem sunku opazimo le še zelo majhno nadaljnjo spremembo upornosti.
• ·
Sprememba upornosti kaže na spremembo bita. Upornost se ponovno poveča s segrevanjem nad 100 K. To lahko dosežemo s segrevanjem celotnega vzorca ali pa z Joulovim segrevanjem področja med kontaktoma z ločenim ogrevalnim krogom.

Claims (18)

1. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja, ki kaže spremembo optične odbojnosti, prepustnosti ali električne upornosti materiala v trdnem stanju, kar je vse rezultat prehoda iz stanja A v stanje B, kjer stanje A pomeni stabilno termodinamično stanje snovi in je stanje B rezultat hitrega kaljenja skozi fazni prehod tako, da stanje B ne more biti doseženo s počasno termično obdelavo.
2. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevku 1, označena s tem, da je preklapljanje faze mogoče ustvariti le s kaljenjem z ultrahitrim laserskim sunkom ali električno motnjo.
3. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih 1 in 2, označena s tem, da eno od stanj ne more biti doseženo drugače kot z uporabo ultrakratkega kaljenja.
4. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1 - 3, označena s tem, da je stanje B definirano s posebno domensko strukturo ali teksturo s spremenjeno dielektrično funkcijo glede na stanje A, ustvarjeno z ultrahitrim kaljenjem, ki je posledica neravnovesnega segrevanja do temperature nad faznim prehodom, ustvarjenega z laserskim sunkom.
5. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1 - 4, označena s tem, da sta obe stanji pri temperaturi okolice stabilni za daljša časovna obdobja.
6. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih 1 in 2, označena s tem, da je eno od stanj metastabilno.
7. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1 - 5, označena s tem, da je uporabljeni material politip spojine TaSž, molibdenov oksid MoxOy, ali kak drug dihalkogenid, trihalkogenid in oksid prehodnih kovin, ki vključujejo volfram, titan, niobij, terbij, samarij, gadolinij, disprozij in molibden.
8. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1 - 5, označena s tem, da je uporabljeni material čista kovina, ki vsebuje majhne količine nečistoče, na primer C ali druge elemente potrebne za stabilizacijo stanja B.
9. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-8, označena s tem, da je narejena kot tanek film na disku, ki je lahko lokalno kaljen s fokusirano lasersko točko in odčitan z merjenjem odbojnosti s polariziranim ali nepolariziranim laserskim snopom.
10. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-9, označena s tem, da je uporabljen material v obliki monokristala, tankega kristaliničnega ali polikristaliničnega filma..
11. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljneja po zahtevkih od 1-10, označena s tem, da je aktivni material nanesen na substrat na različne načine, na primer z epitaksijo z molekularnim snopom, kemijskim naparevanjem, nanosom atomske plasti in nanosom s sunkovnim laserjem.
12. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-11, označena s tem, da je stabilizirana z ekstrinzičnimi defekti ali z ustvarjanjem nanostrukture.
13. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-12, označena s tem, da lasersko kaljenje povzroči tvorbo domenske strukture ali teksture z dielektrično funkcijo, ki je drugačna kot v prvotnem stanju, v snovi, ki izkazuje prehod z zlomom simetrije.
14. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-13, označena s tem, da kaljenja ne ustvarjamo s kratkim laserskim sunkom, ampak na druge načine, na primer z ultrakratkim elektromagnetnim sunkom.
15. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-14, označena s tem, da spremeni upornost po izpostavljenosti posameznemu ultrakratkemu laserskemu sunku.
16. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevku 15, označena s tem, da je lahko izbrisana s segrevanjem.
17. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih 15 in 16, označena s tem, da je definirana s spremembo stanja iz stabilnega stanja vala gostote naboja/spina v drugačno trajno stanje vala gostote naboja/spina.
18. Trajna bistabilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja po zahtevkih od 1-17, označena s tem, da je trajna sprememba upornosti materiala, namesto z ultrakratkim laserskim sunkom, povzročena z ultrakratkim električnim sunkom.
SI201200364A 2012-11-30 2012-11-30 Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja SI24265A (sl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201200364A SI24265A (sl) 2012-11-30 2012-11-30 Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja
PCT/SI2013/000056 WO2014084799A1 (en) 2012-11-30 2013-09-30 Ultrafast nonvolatile memory
US14/648,902 US9589631B2 (en) 2012-11-30 2013-09-30 Ultrafast quench based nonvolatile bistable device
EP13793002.0A EP2926343A1 (en) 2012-11-30 2013-09-30 Ultrafast nonvolatile memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201200364A SI24265A (sl) 2012-11-30 2012-11-30 Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI24265A true SI24265A (sl) 2014-06-30

Family

ID=49622872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI201200364A SI24265A (sl) 2012-11-30 2012-11-30 Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9589631B2 (sl)
EP (1) EP2926343A1 (sl)
SI (1) SI24265A (sl)
WO (1) WO2014084799A1 (sl)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201412884D0 (en) 2014-07-21 2014-09-03 Inst Jozef Stefan Switchable macroscopic quantum state devices and methods for their operation
KR102607859B1 (ko) 2016-08-23 2023-11-29 삼성전자주식회사 이차원 물질을 포함하는 상변화 메모리소자 및 그 동작방법
CN110323152B (zh) * 2018-03-30 2022-04-05 台湾积体电路制造股份有限公司 热评测系统及热评测方法
GB2579058A (en) 2018-11-16 2020-06-10 Inst Jozef Stefan Memory device and method for its operation
CN111525028B (zh) * 2020-04-26 2023-06-06 天津理工大学 利用电脉冲调控的低温可变电阻器
CN113724759B (zh) * 2021-09-01 2023-07-14 哈尔滨工程大学 一种基于倏逝场的光纤忆阻单元
CN113724757B (zh) * 2021-09-01 2023-07-14 哈尔滨工程大学 一种光纤忆阻单元

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405993A (en) 1981-01-02 1983-09-20 Hewlett-Packard Company Liquid crystal disc memory system
US7782731B2 (en) * 2001-07-23 2010-08-24 Joseph Reid Henrichs Optical hard disk drive having a phase-change microhead array chip
US7638786B2 (en) * 2004-11-15 2009-12-29 Renesas Technology Corp. Semiconductor and semiconductor manufacturing arrangements having a chalcogenide layer formed of columnar crystal grains perpendicular to a main substrate surface
US7626859B2 (en) * 2006-02-16 2009-12-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase-change random access memory and programming method
US7852657B2 (en) * 2007-06-29 2010-12-14 Qimonda Ag Multiple write configurations for a memory cell
US7491573B1 (en) * 2008-03-13 2009-02-17 International Business Machines Corporation Phase change materials for applications that require fast switching and high endurance

Also Published As

Publication number Publication date
EP2926343A1 (en) 2015-10-07
US9589631B2 (en) 2017-03-07
US20150340089A1 (en) 2015-11-26
WO2014084799A1 (en) 2014-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SI24265A (sl) Trajna bistabilna pomnilna naprava na osnovi ultrahitrega kaljenja
Bruns et al. Nanosecond switching in GeTe phase change memory cells
Sarwat Materials science and engineering of phase change random access memory
Koelmans et al. Projected phase-change memory devices
Raoux et al. Crystallization times of Ge–Te phase change materials as a function of composition
Sun et al. Unique melting behavior in phase-change materials for rewritable data storage
Lankhorst et al. Low-cost and nanoscale non-volatile memory concept for future silicon chips
CN102082227B (zh) 相变化材料降低重新结晶时间的方法
Hu et al. Ge2Sb2Te5/Sb superlattice-like thin film for high speed phase change memory application
Rana et al. Resistive switching studies in VO2 thin films
Saxena et al. Exploring ultrafast threshold switching in In3SbTe2 phase change memory devices
Wang et al. Application of phase-change materials in memory taxonomy
Danto et al. Ovonic memory switching in multimaterial fibers
Jung et al. Observation of optically addressable nonvolatile memory in VO2 at room temperature
Singh et al. Electrical, optical, and thermal properties of Sn-doped phase change material Ge 2 Sb 2 Te 5
Li et al. Femtosecond laser-induced crystallization of amorphous N-doped Ge8Sb92 films and in situ characterization by coherent phonon spectroscopy
Krebs Electrical transport and switching in phase change materials
Xu et al. Successive crystallization in indium selenide thin films for multi-level phase-change memory
Khan et al. Phase change memory and its applications in hardware security
Saxena et al. Ultrafast Threshold Switching Dynamics in Phase‐Change Materials
Pandey et al. Sub-nanosecond threshold-switching dynamics and set process of In3SbTe2 phase-change memory devices
Wu et al. Sb-rich Si–Sb–Te phase-change material for phase-change random access memory applications
Yin et al. Sub 10 ns fast switching and resistance control in lateral GeTe-based phase-change memory
Yan et al. Reversible resistance switching in La0. 225Pr0. 4Ca0. 375MnO3: The Joule-heat-assisted phase transition
Kim et al. Microstructural failure in Ge2 S b2 T e5 phase change memory cell

Legal Events

Date Code Title Description
OO00 Grant of patent

Effective date: 20140702

KO00 Lapse of patent

Effective date: 20221202