Ferroelektrischer Direktzugriffsspeicher (FRAM) speichert Computerdaten unter Verwendung eines speziellen „ferroelektrischen Films“, der die Polarität schnell ändern kann. Es ist in der Lage, Daten auch im ausgeschalteten Zustand beizubehalten und wird daher als nichtflüchtiger Speicher klassifiziert. Ferroelektrischer Speicher arbeitet ohne Batterien und verbraucht wenig Strom, wenn Informationen auf den Chip geschrieben oder neu geschrieben werden. Die Leistung von Direktzugriffsspeichern wird mit den Fähigkeiten von Festwertspeichern in ferroelektrischen Speichern kombiniert. Es wird für Smartcards und mobile Geräte wie Mobiltelefone verwendet, da wenig Strom verbraucht wird und die Speicherchips für Manipulationen schwer zugänglich sind.
Ein ferroelektrischer Speicherchip arbeitet unter Verwendung eines Bleizirkonat-Titranatfilms, um ein elektrisches Feld um ihn herum zu ändern. Die Atome im Film ändern die elektrische Polarität in positiv oder negativ oder umgekehrt. Dadurch verhält sich der Film wie ein Schalter, der mit Binärcode kompatibel ist und eine effiziente Datenspeicherung ermöglichen kann. Die Polarität des Films bleibt gleich, wenn der Strom ausgeschaltet ist, wodurch die Informationen intakt bleiben und der Chip ohne viel Energie arbeiten kann. Ferroelektrische Speicherchips speichern sogar Daten, wenn der Strom plötzlich ausgeschaltet wird, beispielsweise bei einem Stromausfall.
Im Vergleich zu einem dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) und einem elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) verbraucht ferroelektrischer Speicher 3,000-mal weniger Strom. Es wird auch geschätzt, dass es 10,000 Mal länger hält, da Informationen viele Male geschrieben, gelöscht und neu geschrieben werden können. Beim DRAM wird eine dielektrische Schicht verwendet, beim FRAM wird stattdessen eine ferroelektrische Schicht verwendet. Der Aufbau der verschiedenen Speicherchips ist ansonsten sehr ähnlich.
Ferroelektrische Speicher, auch als FeRAM bekannt, können viel schneller schreiben als andere Speicher. Es wurde geschätzt, dass die Schreibgeschwindigkeit fast 500-mal höher ist als bei einem EEPROM-Gerät. Wissenschaftler haben Elektronenmikroskope verwendet, um Bilder der elektrischen Felder auf der Oberfläche des Speicherchips zu machen. Mit dieser Technik können sie Materialien messen, die es ermöglichen, die Polarisation auf atomarer Ebene zu kontrollieren, um noch schneller arbeitende Speicherchips zu schaffen.
Ferroelektrischer Speicher ist energieeffizienter als andere Arten von Computerspeichern. Es ist auch sicherer, Daten zu verwenden und zu speichern, da wichtige Informationen nicht so leicht verloren gehen. Es ist für den Einsatz in Mobiltelefonen und in Radiofrequenz-Identifikationssystemen (RFID) geeignet. Die Speicherchips können Daten auch viel öfter überschreiben, sodass der Speicher nicht verschleißt und in kurzer Zeit ausgetauscht werden muss.