深宇宙探査向け高耐放射線NANDフラッシュ技術を開発(Georgia Tech Researchers Discover New Form of NAND Flash Data Storage for Deep Space Missions)

2026-05-18 ジョージア工科大学

米国のジョージア工科大学の研究チームは、深宇宙探査向けに高耐久性を持つ新型NANDフラッシュメモリ技術を開発した。宇宙空間では強い放射線や極端な温度変化によって従来型メモリのデータ保持性能が低下する問題があった。研究では、電荷保存構造と材料設計を改良することで、宇宙放射線によるビット損傷や書き換え劣化を大幅に抑制できることを示した。新技術は、長期間の深宇宙ミッションでも安定したデータ保存を可能にし、探査機の観測データやAI処理情報の信頼性向上に寄与すると期待される。研究者らは、月・火星探査や将来の長距離宇宙ミッションでは、低消費電力かつ高信頼性の記憶媒体が不可欠だと指摘している。また、この成果は宇宙用途だけでなく、高放射線環境下の地上システムや次世代ストレージ開発への応用可能性も持つ。

<関連情報>

積層型強誘電体スタックを利用した固体NANDストレージの耐放射線性向上 Enabling Radiation Hardness in Solid-State NAND Storage Utilizing a Laminated Ferroelectric Stack

Lance Fernandes,Stuart Wodzro,Prasanna Venkatesan,Priyankka Ravikumar,Ming-Yen Lee,Minji Shon,Dyutimoy Chakraborty,Taeyoung Song,Sanghyun Kang,Salma Soliman,Mengkun Tian,Jason Yeager,Jackson Adler,Jiayi Chen,Zekai Wang,Douglas Wolfe,Shimeng Yu,Andrea Padovani,Suman Datta,Biswajit Ray,and Asif Khan
Nano Letters  Published: March 5, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c05947

Abstract

深宇宙探査向け高耐放射線NANDフラッシュ技術を開発(Georgia Tech Researchers Discover New Form of NAND Flash Data Storage for Deep Space Missions)

NAND flash forms the core of modern solid-state storage, which is critical for data-intensive AI applications, yet charge-trap NAND suffers rapid threshold-voltage (Vth) degradation under ionizing radiation, causing reliability challenges for space and defense applications. Here we show that ferroelectric field-effect transistors (FeFETs) with laminated gate stacks offer a promising route to achieving radiation resilience in vertical NAND technology. We demonstrate that large-memory-window, vertical NAND-compatible laminated poly-silicon-channel FeFETs with an 8 nm Hf0.5Zr0.5O2/3 nm Al2O3/8 nm Hf0.5Zr0.5O2 stack retain a full memory window and robust switching up to 10 Mrad(air) of the total ionizing dose (TID). Programmed and erased states show negligible TID-induced drift after 1 Mrad(air), while only the erased state degrades by ∼2 V at 10 Mrad(air). Technology computer-aided design (TCAD) modeling attributes these asymmetric shifts to state-dependent traps. Compared to charge-trap NAND, laminated FeFETs exhibit ∼30-fold lower Vth degradation per unit dose, positioning them as superior radiation-resilient storage candidates.

0403電子応用
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